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=0.8×10³kg/m³）

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）浮力的大小與液體的密度和物體排開液體的體積有關，當物體排開液體的體積相同時，浮力大小與密度有關；
（2）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．要探究浮力與物體排開液體體積的關系，應采用控制變量法控制液體密度不變；
（3）根據阿基米德原理：F_浮=G_排，G=mg，求出物體的密度，比較物體與液體密度的大小，并判斷物體的狀態．
解答：解：（1）表中實驗序號1與5、2與6、3與7物體排開液體的體積分別是、、，而所受的浮力分別是1.96N，1.56N；2.94N，2.34N；3.92N，3.12N．當排開液體的體積相同時，液體的密度越大物體所受浮力越大；
（2）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．
說明研究的問題是在同一種液體中F_浮與V_排的關系，所以只選擇水的數據或只選擇酒精的數據，1與2或3；5與6或7；
（3）根據阿基米德原理F_浮=G_排，G_排=ρ_液gV_排，根據題意V_排=V_浸，F_浮=ρ_水gV_浸，根據實驗序號1的數據1.96N=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×，V=5×10^-4m³；
G=mg=ρVg，ρ===0.898×10³kg/m³，ρ＜ρ_水，物體可能漂浮在水面上；
（4）ρ＞ρ_酒精，圓柱體可能沉到容器底部；
（5）根據（3）物體可能漂浮在水面上，根據二力平衡的條件，F_浮=G=4.40N；
F_浮=ρ_酒精gV=0.8×10³×9.8N/kg××5×10^-4m³=3.528N
答案為：（1）在物體排開液體體積相同的情況下，物體所受的浮力與液體的密度有關；
（2）1與2或3（或5與6或7）；
（3）物體漂浮在水面上；
（4）圓柱體沉到容器底部；
（5）4.40N；3.528N．
點評：（1）用彈簧測力計采用稱重法可以測出物體在液體中受到的浮力，根據浮力間接求出體積；
（2）探究浮力與計算密度相結合，屬于綜合性題目，中考中經常出現，平時多培養綜合處理物理問題的能力．