Question

18．如圖所示是“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗裝置，請根據(jù)圖示回答問題：
（1）由圖B和C可知浸在液體中的物體所受的浮力大小跟浸在液體中的體積有關(guān)．
（2）由圖C和D可知物體排開相同體積的液體時，浮力大小跟液體的種類有關(guān)．
（3）當物體完全浸沒在水中時，物體受在水的浮力為3N，物體的密度是5×10³kg/m³，油的密度是0.8×10³kg/m³．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 浮力大小和液體的種類（密度）和排開液體的體積有關(guān)，在進行實驗探究時，要注意控制變量法的運用；把握住所探究的相同量和不同量，再結(jié)合四個圖示即可判斷出前兩題的結(jié)論．
根據(jù)F_浮=G-F_拉求出在水中的浮力；再根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排求出排開水的體積，即為物體的體積，再根據(jù)G=mg=ρ_物gV求出物體的密度；再求出物體在油中的浮力，再根據(jù)F_浮=ρ_油gV_排求出油的密度．

解答 解：圖A說明物體在空中所測重力為G=15N，
圖B說明物體部分浸入在水中時所受浮力為F_浮=G-F_拉=15N-14N=1N，
圖C說明物體完全浸沒在水中所受浮力為F_浮水=G-F_拉′=15N-12N=3N，
圖D說明物體浸沒煤油中所受浮力為F_浮油=G-F_拉″=15N-12.6N=2.4N；
（1）探究的是浸在液體中的物體所受的浮力大小跟浸在液體中的體積的關(guān)系，需控制液體的種類相同，物體浸入液體中的體積不同，由圖可知：圖B、C符合條件；
（2）探究“物體排開相同體積的液體時，浮力大小跟液體的種類”的關(guān)系，控制的相同量是物體排開液體的體積相同，不同的是液體的種類，由圖可知：圖C、D符合條件；
（3）當物體完全浸沒在水中時，物體受在水的浮力F_浮水=G-F_拉′=15N-12N=3N；
由F_浮=ρ_水gV_排得：
物體的體積V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{3N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=3×10^-4m³，
由G=mg=ρ_物gV得：
物體密度ρ_物=$\frac{G}{gV}$=$\frac{15N}{10N/kg×3×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=5×10³kg/m³；
物體浸沒煤油中所受浮力為F_浮油=G-F_拉″=15N-12.6N=2.4N，
由F_浮=ρ_油gV_排得：
油的密度ρ_油=$\frac{{F}_{浮油}}{g{V}_{排}}$=$\frac{2.4N}{10N/kg×3×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.8×10³kg/m³．
故答案為：（1）B、C；（2）C、D；（3）3；5×10³kg/m³；0.8×10³kg/m³．

點評 此題主要考查的是學生對“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”實驗步驟的了解和浮力、密度、重力、計算公式的理解和掌握，探究浮力在初中物理中要求較高，用彈簧測力計來測浮力是基本方法之一．