Question

13．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）小明對ABCD四個步驟進(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，浮力的大小與浸沒的深度無關(guān)．
（2）在圖E中物體受到的浮力是2.4N．
（3）比較圖C和E可知，水對杯底部的壓強(qiáng)小于鹽水對燒杯底部的壓強(qiáng)．（選填“大于”“小于”或“等于”）
（4）通過以上實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)我們還能計(jì)算出：鹽水的密度是1.2×10³kg/m³，物體的密度是4×10³kg/m³．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)公式F_浮=ρ_液gV_排分析浮力與V_排的關(guān)系；
（2）根據(jù)F_浮=G-F_拉求出浮力；
（3）比較圖C和E可知，液體深度相同，根據(jù)p=ρ_液gh分析壓強(qiáng)大��；
（4）根據(jù)F_浮=G-F計(jì)算出在水中和鹽水中受到的浮力，根據(jù)V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$計(jì)算出物體的體積，根據(jù)ρ_液=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{g{V}_{排}}$計(jì)算出鹽水的密度；根據(jù)G=mg=ρgV求出物體密度．

解答 解：（1）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)；
（2）在圖E中物體受到的浮力F_浮′=G-F_拉=8N-5.6N=2.4N；
（3）比較圖C和E可知，液體深度相同，水的密度小于鹽水的密度，根據(jù)p=ρ_液gh可知，水對杯底部的壓強(qiáng)小于鹽水對燒杯底部的壓強(qiáng)；
（4）由AD知，浸沒在水中時(shí)的浮力F_浮=8N-6N-2N，
由F_浮=ρ_水gV_排得：
物體體積V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³，
液體密度ρ_鹽水=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{g{V}_{排}}$=$\frac{2.4N}{10N/kg×2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.2×10³kg/m³．
由G=mg=ρgV得：
物體密度ρ=$\frac{G}{gV}$=$\frac{8N}{10N/kg×2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=4×10³kg/m³．
故答案為：（1）增大；無關(guān)；（2）2.4；（3）小于；（4）1.2×10³；4×10³．

點(diǎn)評 此題主要考查的是學(xué)生對浮力、重力、壓強(qiáng)計(jì)算公式的理解和掌握，難度不大．