Question

20．某物理社團在探究影響浮力大小的實驗中將同一物體分別按如圖所示的步驟進行實驗：
（1）物體所受重力為4N．
（2）物體浸沒在水中受到的浮力1N．
（3）通過比較B、C、D三幅圖，物理社團得出：浮力的大小與浸在液體中深度有關的結(jié)論，對此結(jié)論你認為是錯誤（”正確“或”錯誤“）的．理由是過程不完整，沒有探究物體浸沒后受到浮力與深度的關系．
（4）根據(jù)已有條件，請你求出E圖中彈簧秤的示數(shù)是3.2N（g取10N/kg，ρ_酒精=0.8×10³kg/m³）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)指針位置即可讀數(shù)；
（2）物體在水中受到的浮力大小等于在空氣中彈簧測力計的示數(shù)減去浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù)；
（3）B、C、D三幅圖，深度變化的同時，排開液體的體積也在變化．應用控制變量法．
（4）結(jié)合在水中所受浮力可求得浸沒時物體排開水的體積，即為物體體積，再利用F_浮=ρgV_排．可求得物體在酒精中受到的浮力，
浸沒在酒精中時彈簧測力計的示數(shù)等于重力減去物體在酒精中受到的浮力．

解答 解：（1）由A圖可知，物體所受重力為4N；
（2）物體在空氣中時彈簧測力計示數(shù)4N，全部浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù)為3N，則物體浸沒在水中受到的浮力：F_浮水=G-F=4N-3N=1N；
（3）通過比較B、C、D三幅圖，物理社團得出的結(jié)論是不對的；物體沒有浸沒時，深度變化的同時，排開液體的體積也在變化，浮力發(fā)生變化；實驗過程不完整，還應該將物體完全浸沒后，再探究浮力與深度是否有關．
（4）由F_浮=ρgV_排可得，物體浸沒時排開水的體積
V_排水=$\frac{{F}_{浮水}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³，
E圖中物體浸沒在酒精中，所以V_排酒精=V_排水=1×10^-4m³，
物體浸沒在酒精中受到的浮力：
F_浮酒精=ρ_酒精gV_排酒精=0.8×10³kg/m³×10N/kg×1×10^-4m³=0.8N，
則E圖中彈簧秤的示數(shù)：F_示=G-F_浮酒精=4N-0.8N=3.2N．
故答案為：（1）4；（2）1；（3）錯誤；過程不完整，沒有探究物體浸沒后受到浮力與深度的關系；（4）3.2．

點評 浸在液體中的物體受到浮力的作用，浮力的大小等于排開的液體受到的重力，浮力大小與液體密度和排開液體的體積有關，與物體在液體中浸沒的深度無關，本題考查了影響浮力大小的因素及阿基米德原理的應用，考查全面，應用性強．