Question

4．在探究浮力大小与那些因素有关的实验中，小明同学直接将重为3N的石块浸没在水和盐水中时，弹簧测力计的示数如图所示：
（1）从图中可看出石块所受浮力的大小与液体密度有关；
（2）若将石块向上提，使其露出水面一部分，则水面高度会下降（选填“上升”或“下降”），杯底所受压强将变小；
（3）从该实验还可以知道盐水的密度是1.2×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）在甲、乙两图中，排开液体的体积相同，液体的密度不同，受到的浮力不同，据此得出结论．
（2）若将石块向上提，露出水面一部分，则排开水的体积减小，液面下降，根据p=ρgh可知压强变小．
（3）求出了小石块受到水的浮力，利用阿基米德原理求小石块的体积；利用称重法求小石块受到盐水的浮力，再利用阿基米德原理求盐水的密度．

解答 解：（1）F_浮≠F_浮′，物体排开液体的体积相同而液体的密度不同，物体受到的浮力不同，
由此可知，浮力的大小与液体的密度有关；
（2）若将石块向上提，露出水面一部分，则排开水的体积减小，液面下降，根据p=ρgh可知杯底所受压强变小．
（3）由（1）知道石块浸没在水中所受到的浮力F_浮=1N，
因为F_浮=ρ_水V_排g，
所以石块的体积：
v=v_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{{10}^{3}kg/c{m}^{3}×10N/kg}$=10^-4m³，
由乙图可知，石块受到盐水的浮力：
F_浮′=3N-1.8N=1.2N，
因为F_浮′=ρ_盐水V_排g，
所以ρ_盐水=$\frac{{{F}_{浮}}^{′}}{{V}_{排}g}$=$\frac{1.2N}{1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=1.2×10³kg/m³．
故答案为：（1）液体密度；（2）下降；变小；（3）1.2×10³．

点评 本题考查了浮力的计算和物体的浮沉条件，同时考查了学生利用控制变量法分析数据得出结论的能力，会用称重法测浮力、知道浮力大小的影响因素是本题的关键．