Question

18．如图所示是“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，浮力大小跟液体的种类有关．
（3）当物体完全浸没在水中时，物体受在水的浮力为3N，物体的密度是5×10³kg/m³，油的密度是0.8×10³kg/m³．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 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；把握住所探究的相同量和不同量，再结合四个图示即可判断出前两题的结论．
根据F_浮=G-F_拉求出在水中的浮力；再根据F_浮=ρ_水gV_排求出排开水的体积，即为物体的体积，再根据G=mg=ρ_物gV求出物体的密度；再求出物体在油中的浮力，再根据F_浮=ρ_油gV_排求出油的密度．

解答 解：图A说明物体在空中所测重力为G=15N，
图B说明物体部分浸入在水中时所受浮力为F_浮=G-F_拉=15N-14N=1N，
图C说明物体完全浸没在水中所受浮力为F_浮水=G-F_拉′=15N-12N=3N，
图D说明物体浸没煤油中所受浮力为F_浮油=G-F_拉″=15N-12.6N=2.4N；
（1）探究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）当物体完全浸没在水中时，物体受在水的浮力F_浮水=G-F_拉′=15N-12N=3N；
由F_浮=ρ_水gV_排得：
物体的体积V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{3N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=3×10^-4m³，
由G=mg=ρ_物gV得：
物体密度ρ_物=$\frac{G}{gV}$=$\frac{15N}{10N/kg×3×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=5×10³kg/m³；
物体浸没煤油中所受浮力为F_浮油=G-F_拉″=15N-12.6N=2.4N，
由F_浮=ρ_油gV_排得：
油的密度ρ_油=$\frac{{F}_{浮油}}{g{V}_{排}}$=$\frac{2.4N}{10N/kg×3×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.8×10³kg/m³．
故答案为：（1）B、C；（2）C、D；（3）3；5×10³kg/m³；0.8×10³kg/m³．

点评 此题主要考查的是学生对“探究浮力大小与哪些因素有关”实验步骤的了解和浮力、密度、重力、计算公式的理解和掌握，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．