Question

小安在“探究影响浮力大小因素”的实验时，用到了弹簧测力计、圆柱体G、两个相同的圆柱形容器，一定量的水和盐水，其实验装置和弹簧测力计示数如图所示．

(1)圆柱体G浸没在水中时所受浮力为 ________ N；

(2)分析比较图A、B、C，说明浮力的大小与__________有关；

(3)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系，可选用 ________图来进行比较；

(4)物体浸没在水中时物体的体积是 _____ m³；用图示实验数据测出盐水的密度是______ kg/m³(保留两位有效数字，g取10N/kg)；

(5)如图B所示，将物体缓慢浸入水中，在物体接触容器底之前，能正确反映弹簧测力计示数F和物体下表面到水面距离h关系的图像是 ________．

Answer

2.8 物体排开液体的体积 ACD 2.8×10-4 1.07×103 丁

【解析】

(1)由图A、D所示实验可知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力：F浮＝G−F＝4.5N−2N＝2.8N. (2)由图A、B、C所示实验可知，物体排开液体的密度相同而排开液体的体积不同，物体受到的浮力不同，由此可知，浮力大小与物体排开液体的体积有关。

(3)探究浮力与物体浸入液体深度的关系，应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同，由图示实验可知，图C、D所示实验中物体排开液体的密度、物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同，可以选用图丙、丁所示实验探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系。分析图A、D、E可知，在排开液体体积相同时，在水中受到的浮力为5N−1N＝4N，在盐水中受到的浮力为5N−0.6N＝4.4N，故要探究浮力大小与液体密度的关系，可选用图A、C、D的装置来进行操作；（4）因为浮力：F浮＝ρ水gV排，圆柱体的体积：V＝V排＝＝2.8×10−4m3;由图A、E所示实验可知,圆柱体浸没在盐水中所受浮力：F浮盐水＝G−F′＝4.8N−1.8N＝3N，盐水的密度：ρ盐水＝ ＝＝1.07×103kg/m3,(5) 在圆柱体浸没前，h越大，浸入的体积会变大，受到的浮力增大。当浸没后，排开液体的体积不再变化，受到的浮力不变。故只有丁图符合。