Question

某同學把重力為4.40牛、體積為V米³的圓柱體掛在彈簧秤的下端，分別測量圓柱體在水和酒精中所受的浮力，下表記錄了有關的實驗數據．（ρ_酒精=0.8×10³千克/米³）

液體的種類	實驗序號	圓柱體排開液體的體積（米3）	彈簧秤示數（牛）	圓柱體所受浮力（牛）
水	1	2/5V	2.44	1.96
	2	3/5V	1.46	2.94
	3	4/5V	0.48	3.92
	4	9/10V
酒精	5	2/5V	2.84	1.56
	6	3/5V	2.06	2.34
	7	4/5V	1.28	3.12
	8	9/10V

（1）分析比較表中實驗序號1與5或（2與6）或（3與7），可以得出的結論是：______．
（2）分析比較表中實驗序號______，可以得出的結論是：浸在同種液體中的物體，排開液體的體積越大，所受的浮力也越大，且所受浮力與物體排開液體的體積成正比．
（3）試分析實驗序號4的數據，產生彈簧秤示數為零的原因（彈簧秤完好）可能是______．
（4）試分析實驗序號8的數據，產生彈簧秤示數為零的原因（彈簧秤完好）可能是______．
（5）在表中的兩個空格處分別填上相應的數據．

Answer 1

【答案】分析：（1）浸在液體中的物體受到浮力的作用，浮力的大小等于排開的液體受到的重力，浮力大小與液體密度和排開液體的體積有關．
實驗序號1與5或（2與6）或（3與7）中，圓柱體排開液體的體積相同，排開的液體的密度不同，所受的浮力不同．
（2）研究探究浮力的大小與物體排開液體體積的關系時必須控制液體密度不變，改變排開液體體積．
（3）利用實驗序號1或2或3中數據，求出物體的密度，與水的密度進行比較，先判斷出物體的浮沉情況，即可判斷簧秤的示數為0的原因，同時可計算出實驗序號4中空的數據．
（4）在（3）的基礎上判斷出物體在酒精中的浮沉情況，即可判斷簧秤的示數為0的原因，同時可計算出實驗序號8中空的數據．
（5）同（3）、（4）分析．
解答：解：（1）比較表中實驗序號1與5或（2與6）或（3與7），可知在物體排開液體體積相同的情況下，排開的液體密度不同，所受的浮力不同，可得物體所受的浮力與液體的密度有關．
（2）實驗序號1、2、3（或5、6、7）中液體相同，隨著排開液體的體積增大，所受的浮力成正比增大，能說明浸在同種液體中的物體，排開液體的體積越大，所受的浮力也越大，且所受浮力與物體排開液體的體積成正比．
（3）實驗序號1中圓柱體排開液體的體積為V，所受的浮力為1.96N，
根據F_浮=ρ_液gV_排得，
1.96N=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×V，
解得：V=5×10^-4m³，
所以圓柱體的密度為ρ==≈0.898×10³kg/m³，
圓柱體的密度ρ小于水的密度，所以實驗序號4的數據中產生彈簧秤示數為零的原因是物體漂浮在水面上．
圓柱體漂浮時所受的浮力F_浮=G=4.40N．
（4）圓柱體的密度ρ大于酒精的密度，所以實驗序號4的數據中產生彈簧秤示數為零的原因是物體沉在底上．
此時圓柱體受到的浮力F_酒精浮=ρ_酒精gV=0.8×10³kg/m³×9.8N/kg××5×10^-4m³=3.528N．
（5）由（3）知F_浮4=F_浮=G=4.40N，
由（4）知F_浮8=F_酒精浮=ρ_酒精gV=0.8×10³kg/m³×9.8N/kg××5×10^-4m³=3.528N．
故答案為：（1）物體所受的浮力與排開的液體密度有關．（2）1與2或3（或5與6或7）．（3）圓柱體漂浮在水面上．（4）圓柱體沉底．（5）4.40；3.528．
點評：這道題目綜合考查學生對浮力相關知識的綜合應用，要將浮力計算的幾種公式牢牢記住并會靈活應用．