Question

16．在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，小明和他的同学做如图所示的 一系列实验（弹簧测力计旁标注的数据是其当时示数，B、C、D容器中装的是水，E容器中装的是盐水）．实验前应检查弹簧是否能自由伸缩．并观察弹簧测力计的零刻度线（若指计不在零刻度线，要调零）、量程和分度值．
（1）A、B、C三次实验是为了探究浮力的大小与物体排开液体的体积的关系，得出的结论是在液体密度一定时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大；
（2）分析A、C、D的实验数椐．可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关（选填“有关”或“无关”）．
（3）此实验还探究了浮力的大小与液体密度的关系．
（4）由实验数据可知金属块的密度为5×10³kg/m³．（ρ_水=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg）

Answer 1

分析 使用弹簧测力计前要先观察弹簧测力计的量程、分度值和指针是否指在零刻度线上；
应用控制变量法分析图示实验，根据实验控制的变量与实验现象分析答题；
应用重力公式求出金属块的质量，然后浮力公式求出金属块的体积，再由密度公式求出金属块的密度．

解答 解：使用弹簧测力计前要先观察弹簧测力计的量程、分度值和指针是否指在零刻度线上；
（1）由图示A、B、C三次实验可知，物体排开液体的密度不变而排开液体的体积不同，物体受到的浮力不同，排开液体体积越大，物体受到的浮力越大，由此可知，A、B、C三次实验可以探究：浮力的大小与物体排开液体体积的关系，得出的结论是：在液体密度一定时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大．
（2）由图A、C、D三次实验可知，物体排开液体的密度与体积相同而物体浸没在液体中的深度不同，物体受到的浮力相同，由此可知：浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关．
（3）由图A、C、E所示实验可知，物体排开液体的体积相同而排开液体的密度不同，液体密度越大，物体受到的浮力越大，由此可知：该实验可以探究浮力的大小与液体密度的关系．
（4）由图A所示实验可知，金属块的重力G=5N，由G=mg可知，金属块的质量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{5N}{10N/kg}$=0.5kg，由图AC所示实验可知，金属块浸没在水中受到的浮力：F_浮=G-F=5N-4N=1N，由F_浮=ρ_水gV_排可知，金属块的体积：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³，
金属块的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.5kg}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=5×10³kg/m³．
故答案为：分度值；（1）物体排开液体的体积；在液体密度一定时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大；（2）无关；（3）液体密度；（4）5×10³．

点评 在本实验中，牵扯到的变量一共有三个，物体排开液体的体积、液体的密度、物体浸没的深度，因此，在探究过程中，控制变量法的运用至关重要．同时，我们还应明确在这三个因素中，物体浸没的深度对浮力的大小是没有影响的．称重法表达式的运用也在这一实验的进行中起到了重要的作用，是我们必须熟练掌握的．