Question

2．如图所示是小慧利用合金块、水等器材来探究浮力的实验情景．设计甲乙、丙所示实验的目的是为了探究浮力的大小与物体排开液体的体积的关系．合金块浸没在水中时所受浮力为1 N，合金块的密度为3×10³ kg/m³．

Answer 1

分析 （1）物体所受浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关，在实验探究影响浮力大小因素时应采用控制变量法；
（2）由甲图读出合金块的重力，根据G=mg求出其质量，根据称重法求出合金块在水中受到的浮力，然后根据阿基米德原理求出排开液体的体积即为合金块的体积，最后根据密度公式求出合金块的密度．

解答 解：（1）乙和丙图物体排开水的体积不同，液体的密度相同，探究的是浮力的大小与排开液体的体积的关系；
（2）由甲图可得，合金块的重力G=3N，
合金块的质量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3N}{10N/kg}$=0.3kg，
由乙图可得：F′=2N，
合金块浸没时，受到的浮力：
F_浮=G-F′=3N-2N=1N，
合金块的体积：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³，
合金块的密度：
ρ_合金=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.3kg}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=3×10³kg/m³．
故答案为：物体排开液体的体积；1； 3×10³．

点评 本题考查了控制变量法在探究影响浮力大小因素实验中的应用，考查了学生对计算浮力的两种方法（阿基米德原理、称重法）的掌握程度，看学生能否灵活应用公式求出题目中所需物理量．