Question

2．小明同学用弹簧测力计、细绳、金属块各一个、两个相同的烧杯（分别装有一定量的水和煤油），对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究．如图表示探究过程及部分有关数据．

（1）图B中弹簧测力计的示数应是9N．
（2）分析图B、C、D，说明浮力大小跟排开液体的多少有关．
（3）分析图DE，说明浮力大小跟液体密度有关．
（4）所用煤油的密度是0.8×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根据阿基米德原理求出浮力，在求出测力计的示数；
（2）分析图B、C、D，看物体所受浮力与物体排开液体体积间的关系，从而得出结论．
（3）探究浮力与密度的关系，应控制物体排开液体的体积相同而液体种类不同，分析各图，找出符合条件的图片．
（4）由图A求出物体的重力，由图E求出弹簧测力计对物体的拉力，然后由平衡条件求出物体在煤油中受到的浮力；然后求出物体的体积，根据阿基米德原理求出煤油的密度．

解答 解：（1）由图可知，物体排开了100mL的水，则受到的浮力为：F_浮=ρ_水gV_排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10^-4m³=1N；
测力计的示数为：F=G-F_浮=10N-1N=9N；
（2）由图B、C、D可知，物体浸入水的体积不同，即物体排开水的体积不同，物体受到的浮力不同，这说明：浮力大小与物体排开液体的体积有关．
（3）探究浮力与密度的关系，应控制物体排开液体的体积相同而液体种类不同，由图D和图E可知，物体排开液体的体积相同，两烧杯中液体不同，液体密度不同，物体受到的浮力不同，因此图D、E说明浮力大小跟液体密度有关．
（4）由图A可知，物体的重力G=10N，由图E可知，物体浸没在煤油中时，弹簧测力计对物体的拉力F=7.6N，则物体受到的浮力F_浮=G-F=10N-7.6N=2.4N．
物体的体积为：V=V_排=300mL；
由阿基米德原理的公式得：ρ_油=$\frac{{F}_{浮油}}{{gV}_{排}}$=$\frac{2.4N}{10N/kg×3×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.8×103kg/m3．
故答案为：（1）9N；（2）排开液体的多少；（3）DE；（4）0.8×10³kg/m³．

点评 考查了浮力大小的影响因素，采用了控制变量法，分析问题时找准什么量在变，什么量不变；题中还涉及到了利用称重法计算浮力．