Question

9．在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，某小组同学用如图所示的装置，将同一物体分别逐渐浸入到水和酒精中，为了便于操作和准确收集数据，用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积，他们观察并记录了弹簧测力计的示数及排开液体的体积．实验数据记录在下表中

液体种类	实验序号	物体重力 G物（N）	弹簧测力计示数F（N）	物体受到浮力F浮（N）	排开液体体积V排（cm3）
水 ρ水=1.0g/cm3	1	2	1.5		50
	2		1.0	1.0	100
	3		0.5	1.5	150
酒精 ρ酒精=0.8g/cm3	4	2	1.6	0.4	50
	5		1.2	0.8	100
	6		0.8	1.2	150

（1）分析表中数据，实验所用物体的重力为2N，第一次实验中物体所受的浮力F_浮=0.5N．
（2）分析比较实验序号1、2和3（或4、5、6）可初步得出结论：当液体的种类相同时，排开液体的体积越大，浸在液体中的物体受到的浮力越大；
（3）分析比较实验序号1、4或2、5或3、6可初步得出结论：当排开液体的体积相同时，液体密度越大，浸在液体的物体受到的浮力越大．
（4）通过比较每次实验中物体受到的浮力和它排开液体的重力的关系，还可以验证阿基米德原理
（5）实验中小明同学观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时，弹簧测力计的示数越小．于是他灵机一动在弹簧测力计下挂一个重1.5N的物块，如图甲所示；当他把物块浸没在水中时，如图乙所示，弹簧测力计的读数为0.5N，他就在0.5N处对应标上1.0g/cm³的字样；当他把物块浸没在酒精中时，如图丙所示，应该在弹簧测力计刻度盘的0.7N处对应标上0.8g/cm³字样，聪明的他就将图甲所示装置改装成了一个能测液体密度的密度秤．

Answer 1

分析 （1）分析表格中数据，得出物体的重力，根据F_浮=G-F计算物体在水中受到的浮力；
（2）分析表格中的浮力变化及排开液体的体积变化关系得出结论；
（3）要探究浮力与液体的密度的关系，需使排开液体的体积相同，根据数据进行分析；
（4）根据G_排=m_排g=ρ_水gV_排计算出排开水的重力，比较浮力与排开水的重力之间的关系，得出阿基米德原理；
（5）根据F_浮=ρ_液gV_排判断出所受浮力的大小，得出测力计示数的大小；
根据公式V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$计算出物体的体积，从而根据F_浮=ρ_酒精gV_排计算出在酒精中受到的浮力，据公式F=G-F_浮计算出拉力．

解答 解：（1）由表格中数据知，物体的重力为2N，第一次实验中弹簧测力计的示数为1.5N，所以F_浮=G-F=2N-1.5N=0.5N；
（2）分析比较实验序号1、2和3（或4、5和6），液体的种类相同（液体密度相同），排开液体的体积越大，浮力越大；
（3）分析1、4或2、5或3、6实验序号，当排开液体的体积相同时，水的密度较大，则在水中受到的浮力较大；
（4）G_排=m_排g=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×50×10^-6m³=0.5N；
通过比较每次实验中物体受到的浮力和它排开液体的重力的关系，还可以验证阿基米德原理；
（5）将同一个物体浸没在密度越大的液体中时，受到的浮力越大，弹簧测力计的示数越小；
根据数据，则F_浮=G-F=1.5N-0.5N=1.0N
由F_浮=ρ_水gV_排得V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.0N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.0×10^-4m³
在酒精中受到的浮力F_浮′=ρ_酒精gV_排=0.8×10³kg/m³×10N/kg×1.0×10^-4m³=0.8N，
F′=G-F_浮′=1.5N-0.8N=0.7N，
所以应该在弹簧测力计刻度盘的0.7N处对应标上0.8g/cm³字样．
故答案为：（1）0.5；
（2）大；
（3）1、4或2、5或3、6；
（4）阿基米德；
（5）小；0.7．

点评 此题是探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验，考查了阿基米德原理的得出，浮力与液体密度和排开液体体积的关系，考查了有关浮力的计算及浮力、重力与拉力之间的关系，特别是计算，要掌握基本公式及其变形公式．