Question

18．小明同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如图所示的实验．请你根据小明的实验探究回答下列问题．

（1）分析图ABC，说明浮力的大小与排开液体的体积有关．
（2）为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系，可选用B、C图来进行操作．
（3）在小明实验的基础上，根据有关实验数据，可以计算出盐水的密度为1.2×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）分析比较图A、B、C，液体的密度相同，物体浸入液体中的体积不同，弹簧测力计的示数不同，结合控制变量法的思想得出实验结论；
（2）探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系，要控制液体的密度和排开液体的体积不同，改变浸没的深度；
（3）根据称重法求出物体在水中和盐水中受到的浮力，根据阿基米德原理分别表示出物体排开液体的体积即为物体的体积，根据物体的体积不变得出等式即可求出盐水的密度．

解答 解：（1）比较图A、B，说明物体在水中受到浮力的作用，比较B、C可知，液体的密度相同，物体排开水的体积不同，弹簧测力计的示数不同，说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关；
（2）探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系，要控制液体的密度和排开液体的体积不同，改变浸没的深度，图中B、C符合；
（3）物体浸没在水中时受到的浮力F_浮=G-F′=8N-6N=2N，
物体浸没在盐水中时受到的浮力F_浮′=G-F″=8N-5.6N=2.4N，
因物体在水和盐水中排开液体的体积和自身的体积相等，
所以，由F_浮=ρgV_排可得：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{盐水}g}$，
整理可得，盐水的密度：
ρ_盐水=$\frac{{F}_{浮}′}{{F}_{浮}}$ρ_水=$\frac{2.4N}{2N}$×1.0×10³kg/m³=1.2×10³kg/m³．
故答案为：
（1）排开液体的体积；
（2）B、C；
（3）1.2×10³．

点评 本题是探究影响浮力大小的因素实验，考查了影响浮力的因素及控制变量法的应用，同时考查了有关浮力公式的应用，在（3）中确定V_排相等是解决此题的关键．