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因素，（g取10N/kg，ρ水=1×103kg/m3）
（1）為了測出塑料瓶的體積，進行如下操作， ①把天平放在水平桌面上，調節天平平衡，在左盤中放入盛有適量水的燒杯，通過増減砝碼和移動游碼使天平再次平衡，所加砝碼和游碼的位置如圖甲所示，燒杯和水的總質量為g．
②在空塑料瓶中裝入適量細沙，擰緊瓶蓋，在瓶頸系一細繩，手拿細繩將塑料瓶完全浸沒于燒杯的水中（瓶沒有接觸燒杯，水未溢出），通過増減祛碼和移動游碼使天平再次獲得平衡，所用砝碼總質量和游碼所示質量之和為167g，塑料瓶的體積是cm3 ．
（2）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，浮力的大小與物體的密度有關，實例：鐵塊可以在水中下沉，木頭可以浮在水面上
猜想二，浮力的大小與液體的密度有關，實例：雞蛋可以在水中下沉，在鹽水中可以浮起來
猜想三，浮力的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，實驗過程如圖乙所示．
② 根據實驗步驟d和（填序號），可以確定猜想二是正確的；
②根據實驗步驟c和d可以驗證猜想三是（選填“正確”或“錯誤”）；對該猜想對應的實例，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應了物體的浮與沉可能與密度有關，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g/cm3（計算結果保留1位小數）．

Answer 1

【答案】
（1）133；34
（2）e；錯誤；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；添加一些細砂；1.1
【解析】解：（1）①燒杯和水的總質量為：m=100g+20g+10g+3g=133g，②由①②步驟可知，塑料瓶排開水的質量m排水=167g﹣133g=34g， 由ρ=可得，V排水= =，
因為鐵塊浸沒，所以V鐵=V排水= =34cm3 ，
由C、D可知，鐵塊排開液體的質量m排液=m3﹣m4 ，
因為鐵塊浸沒，所以V鐵=V排水=V排液 ， （2）①物體浸沒水中受到的浮力F浮=0.4N﹣0.06N=0.34N；物體浸沒在鹽水中受到的浮力F浮=0.4N﹣0.02N=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=G﹣F′=0.4N﹣0.06N=0.34N；
物體浸沒在鹽水中受到的浮力F浮′=0.4N﹣0.02N=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 ．
所以答案是：（1）①133；②34；（2）①e；②錯誤；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添加一些細砂；④1.1．
【考點精析】根據題目的已知條件，利用探究浮力大小的實驗的相關知識可以得到問題的答案，需要掌握浸在液體中的物體受到的浮力大小與物體浸在液體中的體積和液體的密度有關．