Question

18．在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时，同学们提出了如下的猜想：
A．可能与物体的密度有；
B．可能与物体浸在液体中的体积有关；
C．可能与物体浸没在液体的深度有关；
D．可能与液体的密度有关；
E．可能与物体的体积有关．
为了验证上述猜想，小明利用下列器材做了如图所示的实验，器材：体积相等的铁块和铜块、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳．
（1）在实验⑦中，小明同学忘了读取数据，则⑦中弹簧测力计的示数为1.6N，此时铜块在盐水中受到的浮力为2.4N．
（2）分析比较实验③④，可以验证猜想B是正确的；分析比较实验④⑤，可以验证猜想C是错误的（选“A”、“B”、“C”、“D”、“E”）．
（3）分析比较实验①⑤与②⑥，可以验证猜想A是错误的（选填“正确”或“错误”）．
（4）分析比较实验⑥⑦可以验证猜想D是正确的．
（5）某同学认为利用实验②和⑦可以测量出盐水的密度，若实验②中铜块的重力用G表示，实验⑦中弹簧测力计的示数用F表示，铜块的密度为ρ，请你用以上的物理量符号表示出盐水的密度ρ_盐水=$\frac{G-F}{G}$•ρ．

Answer 1

分析 （1）在进行读数时，注意测力计的分度值；
根据F_浮=G-F来得出铜块在盐水中受到浮力的大小；
（2）应用控制变量法分析图③④所示实验与图④⑤所示实验，根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论，然后分析答题．
（3）分析①⑤与②⑥所示实验，根据实验控制的变量与实验现象分析答题；
（4）要探究浮力与液体密度的关系，需使V_排相同，液体密度不同；
（5）根据V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{G}{gV}$计算出铜块的体积，求出物体完全浸没在盐水中的浮力，由公式ρ_液=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$得出盐水的密度．

解答 解：（1）由⑦知，测力计的分度值为0.2N，示数为1.6N；
由②知，铜块的重力G=4N，则F_浮=G-F=4N-1.6N=2.4N；
（2）由图③④所示实验可知，铁块排开水的体积不同，铁块受到的浮力不同，由此可知，物体受到的浮力与物体排开液体的体积有关，由此可知，猜想B是正确的；
由图④⑤所示实验可知，铁块排开水的体积相同而铁块进入水中的深度不同而铁块受到的浮力相等，由此可知，物体受到的浮力与物体进入液体的深度无关，由此可知，猜想C是错误的．
（3）由图①⑤所示实验可知，铁块浸没在水中时受到的浮力为3N-1N=2N，由图②⑥所示实验可知，铜块浸没在水中时受到的浮力为4N-2N=2N，由图⑤⑥所示实验可知，铁块与铜块的体积相等，因此由①⑤于②⑥所示实验可知，物体受到的浮力与物体的密度无关，故猜想A是错误的．
（4）⑥⑦物体都是全部浸没，V_排相同，液体的密度不同，测力计的示数不同，说明所受浮力不同，可知浮力大小与液体密度有关；
（5）由ρ=$\frac{m}{V}$得，铜块的体积V=$\frac{m}{ρ}$=$\frac{G}{ρg}$，因为完全浸没，所以V_排=V；
由题意知，铜块在盐水中受到的浮力F浮=G-F，由F_浮=ρ_液gV_排得，ρ_盐水=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$=$\frac{G-F}{g\frac{G}{ρg}}$=$\frac{G-F}{G}$•ρ．
故答案为：（1）1.6；2.4；（2）B；C；（3）错误；（4）⑥⑦；（5）$\frac{G-F}{G}$•ρ．

点评 本题考查了实验现象分析，应用控制变量法分析图示实验即可正确解题，本题难度不是很大，同时考查了浮力的计算及阿基米德原理的应用，在熟练掌握公式的同时，要能够熟练变形应用．