Question

4．如圖所示是“探究浮力大小與哪些因素有關”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排開液體的體積有關．
（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．
（3）當物體完全浸沒在水中時，物體上下表面所受壓力的差為3N．浮力為3 N
（4）該物體的密度是4×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）要探究浮力大小與浸在液體中的體積關系，需使液體的密度相同，浸在液體中的體積不同；
（2）要探究浮力大小與液體密度的關系，需使液體的密度不同，浸在液體中的體積相同；
（3）物體上下表面所受的壓力差等于其所受浮力，根據(jù)圖A和圖C求出測力計的示數(shù)差，便可得浮力的大��；
（4）由F_浮=ρ_液gV_排計算出物體浸沒在水中時的體積，便可得物體的體積，由圖A得出物體的重力，計算出其質量，根據(jù)密度公式可計算出物體的密度．

解答 解：圖A說明物體在空中所測重力為12N，
圖B說明物體部分浸入在水中時所受浮力為12N-11N=1N，
圖C說明物體完全浸沒在水中所受浮力為12N-9N=3N，
圖D說明物體浸沒煤油中所受浮力為12N-9.6N=2.4N；
（1）求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）浮力產(chǎn)生的原因是物體上、下表面受到的液體的壓力差，而圖C中，求出物體完全浸沒在水中時受到的浮力為3N，因此所求的壓力差為3N；
（4）由F_浮=ρ_液gV_排得，物體的體積：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{3N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=3×10^-4m³；
物體的質量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{12N}{10N/kg}$=1.2kg
物體的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{1.2kg}{3×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=4×10³kg/m³．
故答案為：（1）B；C；（2）C；D；（3）3；3；（4）4×10³．

點評 浮力大小和液體的種類（密度）和排開液體的體積有關，在進行實驗探究時，要注意控制變量法的運用，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．