Question

14．小明同學(xué)在探究影響浮力大小的因素時(shí)，做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)．請你根據(jù)小明的實(shí)驗(yàn)探究回答下列問題．

（1）讀數(shù)時(shí)應(yīng)使圓柱體處于靜止?fàn)顟B(tài)．
（2）在C與E兩圖中，保持了排開液體的體積不變，研究浮力與排開液體的密度的關(guān)系；根據(jù)A與E兩圖所標(biāo)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可知物體浸沒在鹽水中所受的浮力為2.4N．
（3）小明對ABCD四個(gè)步驟進(jìn)行了觀察研究，發(fā)現(xiàn)浮力的大小有時(shí)與深度有關(guān)，有時(shí)與深度又無關(guān)．對此正確的解釋是浮力的大小隨著排開水的體積的增大而增大，當(dāng)物體完全浸沒在水中后排開水的體積相同，浮力的大小與深度無關(guān)．
（4）在小明實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，根據(jù)有關(guān)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以計(jì)算出鹽水的密度為1.2×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)二力平衡、讀數(shù)的準(zhǔn)確性作答；
（2）根據(jù)控制變量法，確定浮力與變化量的關(guān)系；由稱重法求浮力大�。�
（3）根據(jù)公式F_浮=ρ_液gV_排分析浮力與V排的關(guān)系；
（4）根據(jù)F_浮=G-F計(jì)算出浸沒在水中和鹽水中受到的浮力，由阿基米德原理，根據(jù)V_排=V_物列方程求出鹽水的密度．

解答 解：（1）當(dāng)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，物體在拉力、重力作用下處于平衡，此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于重力（物體在拉力、浮力、重力作用下平衡，此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于重力減浮力），便于準(zhǔn)確讀數(shù)；
（2）在C與E兩圖中，保持了排開液體的體積不變，研究浮力與排開液體密度的關(guān)系；根據(jù)A與E兩圖所標(biāo)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可知物體浸沒在鹽水中所受的浮力F_浮鹽=G-F=8N-5.6N=2.4N；
（3）由F_浮=ρ_液gV_排得，浮力的大小隨著排開水的體積的增大而增大，當(dāng)物體完全浸沒在水中后排開水的體積相同，浮力的大小與深度無關(guān)；
（4）物體浸沒在水中所受的浮力F_浮水=G-F=8N-6N=2N，根據(jù)阿基米德原理，
$\frac{{F}_{浮水}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮鹽}}{{ρ}_{鹽水}g}$，ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮鹽}}{{F}_{浮水}}{×ρ}_{水}$=$\frac{2.4}{2}$×10³kg/m³=1.2×10³kg/m³．
故答案為：（1）靜止；
（2）排開液體的密度；2.4N；
（3）增大；無關(guān)；
（4）1.2×10³kg/m³．

點(diǎn)評 本題探究影響浮力大小的因素，考查二力平衡的條件、阿基米德原理、稱重法、測液體的密度、控制變量法等知識，屬中檔題目．