Question

19．如图所示是“探究浮力大小与那些因素有关”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）根据图中数据可知，物体的密度是4×10³kg/m³，煤油的密度是0.8×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）（2）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．
（3）根据F_浮=G-F_拉求出在水中的浮力；根据F_浮=ρ_水gV_排求出排开水的体积，即为物体的体积；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=12N，
图B说明物体部分浸入在水中时所受浮力为F_浮=G-F_拉=12N-11N=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′=12N-9N=3N，
图D说明物体浸没煤油中所受浮力为F_浮油=G-F_拉″=12N-9.6N=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）由F_浮=ρ_水gV_排得：
物体的体积V=V_排水=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{3N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=3×10^-4m³，
物体浸没在油中，排开油的体积等于其自身体积，即V_排油=V=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．
由F_浮=ρ_油gV_排得：
油的密度ρ_油=$\frac{{F}_{浮油}}{g{V}_{排油}}$=$\frac{2.4N}{10N/kg×3×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.8×10³kg/m³．
故答案为：（1）B；C；（2）C；D；（3）4×10³；0.8×10³．

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．