Question

15．小明用彈簧測(cè)力計(jì)、圓柱體、3個(gè)相同的圓柱形容器，分別裝有一定量的水和鹽水，對(duì)浸在液體中的物體所受的浮力進(jìn)行了探究，其裝置和彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖所示．
（1）分析圖甲、乙、丙，說明浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān)．
（2）為了探究浮力大小與液體密度是否有關(guān)，可選用丙、丁圖的裝置來進(jìn)行操作．
（3）根據(jù)圖示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)測(cè)出圓柱體的體積是5×10^-4m³，鹽水的密度是1.2×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）探究影響浮力大小的因素實(shí)驗(yàn)，應(yīng)采用控制變量法，分析圖示實(shí)驗(yàn)；根據(jù)實(shí)驗(yàn)控制的變量與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象即可判斷；
（2）浮力大小與液體的密度和排開液體的體積有關(guān)，要探究浮力大小與液體密度的關(guān)系，要控制排開液體的體積一定，改變液體的密度，觀察彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化；
（3）由圖甲、丙，根據(jù)稱重法可知圓柱體在水中受到的浮力，根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排求出圓柱體完全浸沒水中時(shí)的體積，即圓柱體的體積；
由圖甲、丁，根據(jù)稱重法可知物體A在鹽水中受到的浮力，根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排求出鹽水的密度．

解答 解：
（1）由圖甲、乙、丙所示實(shí)驗(yàn)可知，液體的密度相同而排開液體的體積不同，物體受到的浮力不同，由此可知，浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)．
（2）要探究浮力大小與液體密度的關(guān)系，要控制排開液體的體積相同，改變液體的密度；
分析圖丙和圖丁可知，物體排開液體的體積相同，液體的密度不同，物體受到的浮力不同，故可選用圖丙和圖丁的裝置來進(jìn)行操作；
（3）由圖甲、丙所示實(shí)驗(yàn)可知，圓柱體浸沒在水中時(shí)受到的浮力：F_浮=G-F=12N-7N=5N；
由F_浮=ρ_水gV_排可得，圓柱體的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{5N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5×10^-4m³；
由圖甲、丁所示實(shí)驗(yàn)可知，圓柱體浸沒在鹽水中所受浮力：F_浮鹽水=G-F′=12N-6N=6N，
由F_浮=ρ_鹽水gV_排可得，鹽水的密度：
ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮鹽水}}{g{V}_{排}}$=$\frac{6N}{10N/kg×5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.2×10³kg/m³．
故答案為：（1）物體排開液體的體積；（2）丙、��；（3）5×10^-4；1.2×10³．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究影響浮力大小因素實(shí)驗(yàn)，要掌握稱重法測(cè)浮力的方法、應(yīng)用浮力公式即可解題，應(yīng)用控制變量法是正確解題的關(guān)鍵．