Question

小刚同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯（分别装有一定量的水和酒精），对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究．下图表示探究过程及有关数据．

（1）分析②、③、④，说明浮力大小跟______有关．
（2）分析______，说明浮力大小跟液体的密度有关．
（3）物体完全浸没在酒精中所受的浮力是______N．
（4）根据图中的实验数据，该金属块的体积是______m³；密度是______kg/m³．（g取10N/kg，密度小数点后保留两位）

Answer 1

【答案】分析：（1）根据阿基米德原理F_浮=ρ_液V_排g可知，影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积，然后分析②、③、④中的相同量和不同量即可得出结论；
（2）要比较浮力与液体密度的关系，需要控制其排开液体的体积相同，只改变液体的密度，据此可判断符合要求的实验次数；
（3）由①可知物体的重力，根据称重法求出物体完全浸没在酒精中所受的浮力；
（4）根据阿基米德原理求出物体排开液体的体积即为物体的体积，根据ρ=和G=mg求出金属的密度．
解答：解：
（1）分析②、③、④可知，液体的密度不变，金属块排开液体的体积逐渐增大，弹簧测力计的示数逐渐减小，说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关；
（2）要探究浮力和液体密度的关系，就要控制物体排开液体的体积一定，而液体的密度不同，④和⑤符合这种情况；
（3）物体完全浸没在酒精中所受的浮力：
F_浮酒=G-F′=10N-7.6N=2.4N；
（4）∵物体完全浸没在酒精中，
∴根据F_浮=ρgV_排得，金属块的体积：
V=V_排===3×10^-4m³；
根据ρ=和G=mg可得：
ρ===≈3.33×10³kg/m³．
（1）物体排开液体的体积；
（2）④、⑤；
（3）2.4；
（4）3×10³；3.33×10³．
点评：称重法的运用、浮力大小与物体排开液体的体积以及金属块的密度是本题中的基本考查点，真正的难点在于金属块密度的求法；整体的思路依然是从公式入手，想办法间接求出质量和体积，再用公式求密度；主要用到了浮力的公式、阿基米德原理、等效替代法等，有一定的挑战性，也值得我们学习和掌握．