Question

14．如图是“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验装置，请根据图示回答问题：
（1）由图A以及图B和C可知浸在液体中的物体所受的浮力大小跟浸在液体中的体积有关．
（2）由图A以及图C和D可知物体排开相同体积的液体时，浮力大小跟液体的密度有关．
（3）当物体完全浸没在水中时，物体上下表面所受压力的差为3N．
（4）物体的密度是4×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）要探究浮力大小与浸在液体中的体积关系，需使液体的密度相同，浸在液体中的体积不同；
（2）要探究浮力大小与液体密度的关系，需使液体的密度不同，浸在液体中的体积相同；
（3）物体上下表面所受的压力差等于其所受浮力，根据图A和图C求出测力计的示数差，便可得浮力的大小；
（4）由F_浮=ρ_液gV_排计算出物体浸没在水中时的体积，便可得物体的体积，由图A得出物体的重力，计算出其质量，根据密度公式可计算出物体的密度．

解答 解：图A说明物体在空中所测重力为12N，
图B说明物体部分浸入在水中时所受浮力为12N-11N=1N，
图C说明物体完全浸没在水中所受浮力为12N-9N=3N，
图D说明物体浸没煤油中所受浮力为12N-9.6N=2.4N；
（1）求的是浸在液体中的物体所受的浮力大小跟浸在液体中的体积的关系，需控制液体的种类相同，物体浸入液体中的体积不同，由图可知：图B、C符合条件；
（2）探究“物体排开相同体积的液体时，浮力大小跟液体的种类”的关系，控制的相同量是物体排开液体的体积相同，不同的是液体的种类，由图可知：图C、D符合条件；
（3）浮力产生的原因是物体上、下表面受到的液体的压力差，而图C中，求出物体完全浸没在水中时受到的浮力为3N，因此所求的压力差为3N；
（4）由F_浮=ρ_液gV_排得，物体的体积：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{3N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=3×10^-4m³；
物体的质量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{12N}{10N/kg}$=1.2kg
物体的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{1.2kg}{3×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=4×10³kg/m³．
故答案为：
（1）B；C；（2）C；D；（3）3；（4）4×10³．

点评 浮力大小和液体的种类（密度）和排开液体的体积有关，在进行实验探究时，要注意控制变量法的运用，探究浮力在初中物理中要求较高，用弹簧测力计来测浮力是基本方法之一．