Question

【題目】同學們用空塑料瓶和細沙等實驗器材探究影響浮力大小的因素.(g取10 N/kg，=1. 0 × 103 kg/m3)

同學們根據生活經驗提出了如下三種猜想，并舉出了相應的實例.

猜想一:浮力大小與物體的密度有關.實例:鐵塊在水中下沉，木頭可以浮在水面上.

猜想二:浮力大小與液體的密度有關.實例:雞蛋在水中下沉，在鹽水中可以浮起來.

猜想三:浮力大小與浸入液體的深度有關.實例:在游泳池里，人越往下蹲，感覺到水向上托自己的力越大.

為了驗證以上猜想是否正確，同學們選擇了裝入細沙的塑料瓶和其他實驗器材進行探究，實驗過程如圖所示.

(1)根據步驟d和____(填序號)，可以確定猜想二是正確的.

(2)根據步驟c和d可以驗證猜想三是 _____ (填“正確”或“錯誤”)的，對該猜想的對應實例，合理的解釋是 _______________ .

(3)要驗證猜想一是否正確，可以在塑料瓶中 _____ 后再進行探究.

(4)同學們討論認為，猜想一和猜想二中的實例反映了物體的沉與浮可能與密度有關，要選用一個能漂浮在圖e中鹽水面上的物體，該物體的密度應小于____g/cm3 (計算結果保留1位小數).

Answer 1

【答案】 e 錯誤 人在下蹲時，排開水的體積增大，浮力增大 增加或減少細沙 1.1

【解析】(1)物體浸沒水中受到的浮力F浮＝0.4N0.06N＝0.34N；物體浸沒在鹽水中受到的浮力F浮＝0.4N0.02N＝0.38N；因為，浮力不相等，而物體所處的深度和浸沒的體積相同，則是液體的種類（密度）不同的引起的，說明浮力的大小與液體的密度有關，根據實驗d、e可以確定猜想二是正確的；(2)物體在c、d中（排開液體的密度相同，都是水）中受到的浮力相同，而排開液體的體積都等于物體的體積，但物體所處的深度不同，故得出：物體浸在同種液體中，所受浮力大小與浸入液體的深度無關．根據實驗步驟c和d可以驗證猜想三是錯誤的；對該猜想對應的實例，合理的解釋是：在游泳池里，人越往下蹲排開水的體積越大，人受到的浮力越大，說明浮力的大小與物體排開液體的體積有關；(3)要驗證猜想一是否正確，即浮力的大小與物體的密度有關，根據控制變量法要改變物體的密度，在物體體積不變時，在塑料瓶中添加一些細砂可以改變塑料瓶整體的密度；(4)由a、c兩圖知，物體浸沒在水中所受浮力：F浮＝GF′＝0.4N0.06N＝0.34N；物體浸沒在鹽水中受到的浮力F浮′＝0.4N0.02N＝0.38N；由阿基米德原理可得：F浮＝ρ水gV排＝0.34N------（Ⅰ），F浮′＝ρ鹽水gV排＝0.38N-------（Ⅱ）,浸沒時V排相等，由（Ⅰ）（Ⅱ）可得鹽水的密度：ρ鹽水＝＝1.1×103kg/m3＝1.1g/cm3．物體的浮與沉與密度有關，要選用一個能漂浮在圖e中鹽水上的物體時，物體的密度應小于1.1g/cm3．