题目内容

20.小明同学在探究影响浮力大小的因素中,实验步骤如图所示,请你根据实验回答下列问题:
(1)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.
(2)小明观察研究后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液体的体积的增大而增大,当物体完全浸没在液体后排开液体的体积相同,由此可知,浮力的大小与深度无关;
(3)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浮力为2.4N;根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为1.2×103kg/m3.

分析 (1)掌握影响浮力大小的因素,判断两图中改变的量和不变的量,得出影响浮力的因素;
(2)根据公式F浮=ρ液gV排分析浮力与V排的关系;
(3)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;

解答 解:
(1)C与E两图,排开液体的体积不变,液体的密度不同,所以是研究浮力与液体密度的关系;
(2)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;
(3)由AD知,浸没在水中时的浮力F浮=8N-6N-2N;
由AE知,浸没在盐水中时的浮力F浮=8N-5.6N=2.4N;
由题意知,在水和盐水中排开液体的体积相等,则:
$\frac{{F}_{浮水}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮盐水}}{{ρ}_{盐水}g}$,
代入数据得:
$\frac{2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}$=$\frac{2.4N}{{ρ}_{盐水}}$
解得:ρ盐水=1.2×103kg/m3.
故答案为:(1)液体密度;(2)增大; 无关;(3)1.2×103.

点评 此题是探究影响浮力大小的因素实验,考查了影响浮力的因素及控制变量法的应用,同时考查了有关浮力公式的应用,在(3)中确定V排相等是解决此题的关键.

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