Question

8．小明同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如图所示的实验．请你根据小明的实验探究回答下列问题（g取10N/kg）

（1）比较图AB，说明浸在液体里的物体会受到浮力的作用；比较图B与图C可得到的结论是在液体密度一定时，排开液体的体积越大，物体所受到的浮力越大
（2）在C与E两图中，保持了排开液体的体积不变，研究浮力与液体密度的关系；这种研究方法叫做控制变量法．
（3）根据A与C两图所标的实验数据，可知物体浸没在水中所受的浮力为2N；还可以测得物体的密度为4×10³ kg/m³
（4）根据A与E两图所标的实验数据，可知物体浸没在盐水中所受的浮力为2.4N，盐水的密度为1.2 g/cm³．

Answer 1

分析 （1）挂在弹簧测力计下的物体，若浸入液体中，弹簧测力计的示数减小就说明物体受到了竖直向上的浮力；
（2）C、E两图中液体的密度是不同的，CE两图中物体排开液体的体积相同，根据F_浮=G-F_示求出浮力，若浮力相等就说明浮力的大小和物体排开液体的密度无关；影响浮力大小的因素是多个，实验时要采用控制变量法；
（3）由A、C两图，根据F_浮=G-F_示求出浮力，得出浮力，再由阿基米德原理求出物体的体积，根据密度公式可求物体密度的关系；
（4）由A、E两图，根据F_浮=G-F_示求出浮力，得出浮力，再由阿基米德原理求出液体密度．

解答 解：（1）由图A可知，物体的重力是8N，在图B中，物体浸入水中时弹簧测力计的示数变为7N，示数减小了就说明物体受到了竖直向上的浮力；
B、C两图中物体浸入的是同种液体，液体的密度是一定的，C图中物体排开水的体积比较大；
根据F_浮=G-F_示可知，C图中物体受到的浮力等于8N-6N=2N，B图中物体受到的浮力等于8N-7N=1N；
由此得出：在液体的密度一定时，物体排开液体的体积变大时，物体受到的浮力就会变大；
（2）图C与图E，物体都是浸没，物体排开液体的体积是一定的，但液体密度不同，是探究浮力的大小和液体密度的关系，盐水密度比水的密度大，物体浸在盐水的浮力（8N-5.6N=2.4N）大于水中的浮力（8N-6N=2N），所以得出结论：在物体排开液体的体积一定时，液体的密度越大，物体受到的浮力就越大；
探究浮力大小和液体密度的关系时，保证了物体排开液体体积一定，这种探究方法就叫控制变量法；
（3）由A、C两图，根据F_浮=G-F_示=8N-6N=2N；
由阿基米德原理，F_浮=ρ_液gV_排，完全浸没的物体体积等于排开液体的体积，V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³；
物体的质量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{8N}{10N/kg}$=0.8kg，
物体的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.8kg}{2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=4×10³kg/m³；
（4）由A、E两图，根据F_浮′=G-F_示′=8N-5.6N=2.4N，
由阿基米德原理，F_浮′=ρ_液gV_排，
盐水的密度：ρ_盐水=$\frac{{F}_{浮}′}{g{V}_{排}}$=$\frac{2.4N}{10N/kg×2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.2×10³kg/m³=1.2g/cm³．
故答案为：（1）AB；在液体密度一定时，排开液体的体积越大，物体所受到的浮力越大；（2）液体密度；控制变量法；（3）2；4×10³；（4）2.4；1.2．

点评 本题考查了探究影响物体所受浮力大小因素的实验，侧重考查了控制变量的应用，一个现象受到多个因素的影响时，研究其中一个因素的作用时，一定采用控制变量法，要注意保证其它因素是相同的．