Question

在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，老师为同学们做了如图所示的一系列实验.根据探究过程及相关数据：

（1）分析图_____，说明浮力大小跟液体密度有关；

（2）分析图①②③，说明浮力大小跟物体_____有关

（3）分析图①③④，说明浮力大小跟物体浸没在液体中的_____无关；

（4）根据图中的实验数据，可计算出金属块的体积为_____m³；金属块的密度为_____kg/m³；盐水的密度为_____kg/m³。

（5）小丽在家中做“测量物质的密度”实验时，在既没有天平，也没有量筒的情况下，利用家里一个喝水的圆柱形玻璃杯、适量的水和细针，又找了一把刻度尺，根据浮力知识也测出了一个木块的密度。请你将她的实验步骤补充完整：

①在玻璃杯中装入适量的水，用刻度尺测出杯中水的深度为h₁；

②_____，用刻度尺测出此时水面的高度h₂；

③用细针缓慢地把木块压入水中，使之完全浸没，用刻度尺测出杯中水的深度为h₃；

④若水的密度为ρ_水，小木块密度的表达式：ρ_木=_____。（用测量的物理量和已知量的符号表示）

⑤若考虑在步骤③时细针体积对实验的影响，则测出小木块的密度将_____。（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）

Answer

④⑤ 排开液体的体积 深度 1×10-4 4×103 1.2×103 将木块轻放入玻璃杯中，待它漂浮时 偏小

【解析】

（1）要探究浮力和液体密度的关系，就要控制物体排开液体的体积相等，而液体的密度不同，④和⑤中，物体均浸没，排开液体的体积均等于物体自身的体积，④中液体为水，⑤中液体为酒精，液体的密度不同，符合题意；

（2）分析①②③可知：液体均为水，探究过程中控制了液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，弹簧测力计的示数不同，说明浮力和物体排开液体体积有关；

（3）分析①③④可知，液体都为水，液体的密度相同，物体排开液体的体积相同，物体在水中的深度不同，弹簧测力计的示数相同，说明浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无关；

（4）由图①可知金属块的重力G=4N，由图③可知金属块浸没在水中受到的拉力F1=3N，金属块浸没在水中受到的浮力：F浮水=G-F1=4N-3N=1N，金属块的体积V=V排=，金属块的密度；

由图⑤可知金属块在盐水中受到的拉力F2=2.8N，金属块在盐水中受到的浮力：F浮盐水=G-F2=4N-2.8N=1.2N，金属块浸没在盐水中排开盐水的体积等于金属块的体积，根据阿基米德原理得到盐水的密度ρ盐水=；

（5）在玻璃杯中装入适量的水，用刻度尺测出杯中水的深度为h1；

将小木块放入玻璃杯中，小木块漂浮在水面上，待静止时，用刻度尺测出此时水面的高度h2；

用细针缓慢地把木块压入水中，使之完全浸没，用刻度尺测出杯中水的深度为h3；

设玻璃杯的底面积为S，小木块漂浮在水面上，浮力等于重力，F浮=G，根据阿基米德原理可知F浮=ρ水gV排=ρ水gS(h2-h1)，所以G=ρ水gS(h2-h1)，小木块的质量m木=，小木块的体积V木=S(h3-h1)，小木块的密度ρ木=；

若考虑在步骤③时细针体积对实验的影响，测量小木块的体积变大，根据可知测出小木块的密度变小。