Question

13．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．

（1）小明对ABCD四个步骤进行了观察研究，发现浮力的大小有时与深度有关，有时与深度又无关．对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大，当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同，浮力的大小与浸没的深度无关．
（2）在图E中物体受到的浮力是2.4N．
（3）比较图C和E可知，水对杯底部的压强小于盐水对烧杯底部的压强．（选填“大于”“小于”或“等于”）
（4）通过以上实验数据我们还能计算出：盐水的密度是1.2×10³kg/m³，物体的密度是4×10³kg/m³．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）根据公式F_浮=ρ_液gV_排分析浮力与V_排的关系；
（2）根据F_浮=G-F_拉求出浮力；
（3）比较图C和E可知，液体深度相同，根据p=ρ_液gh分析压强大小；
（4）根据F_浮=G-F计算出在水中和盐水中受到的浮力，根据V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$计算出物体的体积，根据ρ_液=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{g{V}_{排}}$计算出盐水的密度；根据G=mg=ρgV求出物体密度．

解答 解：（1）由F_浮=ρ_液gV_排得，浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大，当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同，浮力的大小与深度无关；
（2）在图E中物体受到的浮力F_浮′=G-F_拉=8N-5.6N=2.4N；
（3）比较图C和E可知，液体深度相同，水的密度小于盐水的密度，根据p=ρ_液gh可知，水对杯底部的压强小于盐水对烧杯底部的压强；
（4）由AD知，浸没在水中时的浮力F_浮=8N-6N-2N，
由F_浮=ρ_水gV_排得：
物体体积V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³，
液体密度ρ_盐水=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{g{V}_{排}}$=$\frac{2.4N}{10N/kg×2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.2×10³kg/m³．
由G=mg=ρgV得：
物体密度ρ=$\frac{G}{gV}$=$\frac{8N}{10N/kg×2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=4×10³kg/m³．
故答案为：（1）增大；无关；（2）2.4；（3）小于；（4）1.2×10³；4×10³．

点评 此题主要考查的是学生对浮力、重力、压强计算公式的理解和掌握，难度不大．