Question

【題目】在探究“浮力大小與哪些因素有關”的實驗中，用到如下器材：分度值為0.1N的彈簧測力計，實心圓柱體鋼塊，相同的大燒杯若干水，密度未知的某種液體、細線等。

(1)小翠進行了如圖所示的實驗：A步驟所示彈簧測力計的示數為_____N；用彈簧測力計掛著鋼塊緩慢地浸入液體中不同深度，步驟如圖B、C、D、E，F所示（液體均未溢出），并將其示數記錄在表中：

實驗步驟	B	C	D	E	F
彈簧測力計示數/N	2.6	2.5	2.4	2.4	2.3

(2) 在實驗步驟B中銅塊所受浮力F浮＝_____N；

(3)分析實驗步驟A、B、C、D，可以說明浮力大小跟_____有關；

(4)小翠用表格中的數據算出了某種液體的密度是_____kg/m3（結果保留一位小數）；

(5)在學完浮力知識后，小明利用玻璃杯電子秤、水也測量出步驟F中未知液體的密度過程如下：

①用電子秤稱出玻璃杯的質量為m1；

②向大燒杯中重新倒入適量的水，使玻璃杯漂浮在水面，用記號筆記下水面在玻璃杯上對應的位置b（如圖G）；

③倒出大燒杯中的水并擦干凈，向大燒杯里倒入適量的未知液體，使玻璃杯漂浮在未知液體上（如圖H）。向玻璃杯中倒水，直到未知液體液面與_____相平。取出玻璃杯井擦干外面的未知液體，用電子秤測出其總質量為m2；

④鹽水密度的表達式為ρ液＝_____（用字母表示，已知水的密度為ρ水）。

Answer 1

【答案】2.7 0.1 物體排開液體的體積 1.3×103 b ρ水

【解析】

(1)[1]彈簧測力計的分度值為0.1N，故示數為G=2.7N。

(2)[2]由表格數據可知，在實驗步驟B中拉力為2.6N，則步驟B中銅塊所受浮力

F浮B=GF拉B=2.7N2.6N=0.1N

銅塊所受浮力為0.1N。

(3)[3]步驟A、B、C、D實驗中，測力計示數變小，根據稱重法，故物體受到的浮力變大，由A、B、C、D所示實驗可知物體排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大，由此可知：浸在同種液體中的物體所受浮力大小跟物體排開液體的體積有關。

(4)[4]根據稱重法：物體完全浸沒水中時的浮力

F浮′=GF拉′=2.7N2.4N=0.3N

利用F浮′=ρ液gV排可知，圓柱體排開水的體積

V=V排===3×10-5m3

在F圖中

F浮″=GF拉″=2.7N2.3N=0.4N

由F浮=ρ液gV排可得

ρ液==≈1.3×103kg/m3

(5)[5][6]向玻璃杯中倒水，直到鹽水液面與b相平，使玻璃杯在水與鹽水中排開液體的體積相同，玻璃杯在水中漂浮

F浮=G物=m1g

則

ρ水gV水= m1g

V水=-----①

玻璃杯在液體中漂浮

F浮液=G物=m2g

則

ρ液gV液= m2g

ρ液=----②

將①代入②可得

ρ鹽水=ρ水

鹽水密度的表達式為ρ液=ρ水。