Question

11．如圖所示，這是“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)步驟示意圖．
（1）有實(shí)驗(yàn)步驟B和C，可知此時(shí)物體受到水的浮力的大小為0.6N，方向?yàn)樨Q直向上．
（2）步驟B和D可以測出物塊浸沒在水中時(shí)受到的浮力F_浮．步驟A和E可以測出物塊排開的水所受重力G_排，比較F_浮與G_排，可以得到物塊受到浮力的大小跟物塊排開的水所受重力的關(guān)系．
（3）實(shí)驗(yàn)步驟C和D可以探究浮力大小與排開液體的體積的關(guān)系，物體排開的液體體積越大，物塊所受的浮力越大．
（4）若想知道物體受到液體的浮力與液體的密度是否有關(guān)，還需要提供幾杯不同密度的液體．
（5）分析步驟B、D可得，此物塊的密度是2.5g/cm³．

Answer 1

分析 （1）先測出物體在空氣中的重力和浸入水中時(shí)的拉力，根據(jù)F_浮=G-F計(jì)算出浮力大小，浮力方向?yàn)樨Q直向上；
（2）要先測物塊的重力和空桶的重力，然后再把物塊沒入水中，測出物塊受到的浮力，最后再測出桶和溢出水的重力；分析幾步實(shí)驗(yàn)的相同因素和不同因素，就可知道這幾步是探究哪個(gè)因素對浮力的影響，并根據(jù)測力計(jì)示數(shù)計(jì)算出每步浮力的大小，從而得出結(jié)論．
（3）C、D兩次實(shí)驗(yàn)步驟中，物體浸沒在水中的體積不同，物體排開水的體積不同，彈簧測力計(jì)的示數(shù)不同；
（4）要探究物體受到的浮力是否還與液體的密度有關(guān)，就要保持物體浸沒的深度相同，在不同的液體中；
（5）由阿基米德原理求出排開液體的體積，再利用重力、密度的變形公式求出物塊的密度

解答 解：（1）圖B中所示物體重力G是3N，物體放入水后彈簧測力計(jì)顯示物體的重力G₁是2.4N，所以物體受到的浮力F_浮=G-G₁=3N-2.4N=0.6N；物體受到的浮力方向是豎直向上的；
（2）由B可知物體的重力為3N，由D可知物體浸在水中時(shí)的拉力為1.8N，則F_浮=G-F=3N-1.8N=1.2N；
由A可知空桶的重力為1N，由D可知水和桶的總重為2.2N，則G_排=G_總-G_桶=2.2N-1N=1.2N；
比較F_浮與G_排可得，浮力大小跟物體排開的水所受重力大小相等．
（3）CD兩實(shí)驗(yàn)步驟中，物體排開水的體積不同，彈簧測力計(jì)的示數(shù)不同，說明物體受到的浮力也不同，因此結(jié)論是物體所受浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān)，排開的液體體積越大，受到的浮力越大；
（4）若想知道物體受到液體的浮力與液體的密度是否有關(guān)，還需要提供幾杯不同密度的液體；
（5）從圖B可讀出此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)等于物體的重力G=3N．在未完全浸入時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)逐漸減小，則浮力逐漸增大由圖D知物體浸入水中位置時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)為1.8N，所以物體所受的浮力F_浮=3N-1.8N=1.2N；由阿基米德原理F_浮=ρ_液V_排g得：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{液}g}$═V_物；
ρ_物=$\frac{m}{{V}_{物}}$=$\frac{G}{g{V}_{物}}$=$\frac{G×{ρ}_{液}}{{F}_{浮}}$=$\frac{3N×1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}{1.2N}$=2.5×10³kg/m³=2.5g/cm³；
故答案為：
（1）0.6；豎直向上；
（2）D；E；
（3）排開液體的體積；大；
（4）幾杯不同密度的液體；
（5）2.5

點(diǎn)評 本題是探究阿基米德原理的實(shí)驗(yàn)，考查學(xué)生結(jié)合圖象對所學(xué)知識進(jìn)行綜合分析的能力，難度較大．