Question

【題目】小明用彈簧測力計、圓柱體、兩個相同的圓柱形容器，分別裝有一定量的水和鹽水，對浸在液體中的物體所受的浮力進行了探究，其裝置和彈簧測力計示數如圖所示。

（1）分析比較實驗序號甲、乙、丙可初步得出結論：當液體的密度相同時，物體受到的浮力與________有關；分析比較實驗序號甲、________可初步得出結論：物體所受浮力與浸沒在液體中的深度________（選填“有關”或“無關”）.

（2）A物體浸沒在鹽水中所受的浮力是________N，實驗中所使用的鹽水密度是________kg/m3。

（3）小楊用圖己所示的裝置驗證阿基米德原理，溢水杯中裝滿水，用升降臺提升溢水杯的位置，使重物逐漸浸入水中。物體還未浸入水中時，A和B彈簧測力計的示數分別為GA和GB，當物體浸入水中后，A和B彈簧測力計的示數分別為GA′和GB′，若GA=10N，GB=0.5N，GA′=7N，GB′=3.4N，則物體受到的浮力為_______N，物體排開的液重為_______N，在誤差范圍內，這組數據_______（填“能”或者“不能”）驗證阿基米德原理。

（4）小楊在—次實驗時，溢水杯未裝滿水，就直接讓重物浸入水中，這樣測量的結果是 F浮______G排（填“＞”“＜”或者“=”）

（5）阿龍覺得他可以將彈簧測力計改制成一個密度計：將一個重物掛在彈簧測力計下，浸沒待測液體中，物體不觸碰容器。為了便于改裝后讀數，要求彈簧測力計的讀數每變化1N，代表液體的密度變化1g/cm3，則這個物體的體積應當為_____________cm3.

Answer 1

【答案】物體排開液體的體積 丙、丁 無關 4.4 1.1×103 3 2.9 能 ＞ 100

【解析】

(1)[1]由圖乙、丙所示實驗可知，物體排開液體的密度相同而排開液體的體積不同，根據甲乙丙圖實驗，由稱重法測浮力，乙丙中物體受到的浮力不同，由此可知，浮力大小與物體排開液體的體積有關；
[2][3]探究浮力與物體浸入液體深度的關系，應控制排開液體的密度與物體排開液體的體積相同，只改變物體浸沒在液體中的深度不同，由圖示實驗可知，圖丙、丁所示實驗中物體排開液體的密度、物體排開液體的體積相同而物體浸沒在液體中的深度不同，可以選用圖甲、丙、丁所示實驗探究浮力大小與物體浸沒在液體中的深度有無關系，由圖丙丁實驗，結合稱重法，丙丁中物體受到的浮力相同，故物體所受浮力與浸沒在液體中的深度無關；
(2)[4]由稱重法，A物體浸沒在鹽水中所受的浮力是：

F浮=G-F=5N-0.6N=4.4N；

同理，浸沒在水中受到的浮力：

F浮=G-F′=5N-1N=4N；

由阿基米德原理：

F浮=ρ液gV排=ρ液gV物，

圓柱體的體積： 故有

鹽水的密度：

；

(3)[5]由稱重法求浮力可得物體受到的浮力為：

GA-GA′=10N-7N=3N；

[6]物體排開的液體重力為：

GB′-GB=3.4N-0.5N=2.9N；

[7]在誤差范圍內，可認為3N等于2.9N，即受到的浮力等于排開水的重力，這組數據能驗證阿基米德原理；
(4)[8]溢水杯未裝滿水，就直接讓重物沒入水中，則排出水的重力偏小，這樣測量的結果是F浮＞G排；
(5)[9]設液體的密度分別為ρ1、ρ2，重物掛在彈簧測力計下，浸沒待測液體中測力計示數分別為F1、F2，由稱重法和阿基米德原理有：

F1=G-ρ1gV----①，
F2=G-ρ2gV---②，

①-②得：

F1-F2=ρ2gV-ρ1gV=（ρ2-ρ1）gV；

即△F=△ρgV，故這個物體的體積應當為：

。