Question

13．小張在探究“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，底面積為5cm²、高度為8cm的實心圓柱體、相同的大燒杯若干、水、密度未知的某種液體、細線等．小張用彈簧測力計掛著圓柱體緩慢地浸入液體中，過程如圖1所示（液體均未溢出），并將其示數記錄在下表中：

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

（1）請將步驟A中所示彈簧測力計的示數填在表格中；
（2）在實驗步驟B中，圓柱體所受浮力F_浮=0.2N；
（3）分析實驗步驟A、B、C、D、E，可以說明浮力大小跟排開液體的體積有關；
（4）在步驟B、C、D中，圓柱體下表面受到水的壓強與深度的關系是圖2中的A；
（5）小張用表格中的數據算出了該液體的密度是0.75×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）在認清分度值的基礎上讀數；
（2）根據F_浮=G-F_示求浮力大�。�
（3）運用控制變量法，找出不變的量和變化的量，確定浮力與變化量之間的關系；
（4）液體內部壓強的大小與密度和深度有關，在密度相同時，深度越深，壓強越大；
（5）由阿基米德原理，根據排開水的體積等于排開液體的體積相等列方程求解．

解答 解：（1）彈簧測力計的分度值為0.1N，步驟A所示彈簧測力計的示數為2.7N；
（2）步驟B中，彈簧測力計的示數為F_示B=2.6N，故銅塊所受浮力F_浮B=G-F_示B=2.7N-2.5N=0.2N；
（3）實驗步驟A、B、C、D、E中，物體排開液體的密度不變，排開液體的體積變化，可以說明浮力大小與排開液體的體積跟關；
（4）在步驟B、C、D中，圓柱體下表面的深度越深，則受到水的壓強越大，故圖A正確；
（5）實驗步驟E中，物體受到的浮力為F_浮E=G-F_示E=2.7N-2.3N=0.4N，實驗步驟F中，物體受到的浮力為_浮F=G-F_示F=2.7N-2.4N=0.3N，因物體均浸沒，
所以V_排水=V_排液，根據阿基米德原理，
$\frac{{F}_{浮水}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{浮液}}{{ρ}_{液}g}$，所以ρ_液=$\frac{{F}_{浮液}}{{F}_{浮水}}$=$\frac{0.3N}{0.4N}$×1×10³kg/m³=0.75×10³kg/m³．
故答案為：（1）2.7； （2）0.2；（3）排開液體的體積；（4）A；（5）0.75×10³．

點評 本題通過探究“浮力大小與哪些因素有關”，綜合考查浮力、壓強、密度、控制變量法的知識，屬中等難度的題目．