Question

2．如圖所示是小慧利用合金塊、水等器材來探究浮力的實驗情景．設計甲乙、丙所示實驗的目的是為了探究浮力的大小與物體排開液體的體積的關(guān)系．合金塊浸沒在水中時所受浮力為1 N，合金塊的密度為3×10³ kg/m³．

Answer 1

分析 （1）物體所受浮力的大小與液體的密度和排開液體的體積有關(guān)，在實驗探究影響浮力大小因素時應采用控制變量法；
（2）由甲圖讀出合金塊的重力，根據(jù)G=mg求出其質(zhì)量，根據(jù)稱重法求出合金塊在水中受到的浮力，然后根據(jù)阿基米德原理求出排開液體的體積即為合金塊的體積，最后根據(jù)密度公式求出合金塊的密度．

解答 解：（1）乙和丙圖物體排開水的體積不同，液體的密度相同，探究的是浮力的大小與排開液體的體積的關(guān)系；
（2）由甲圖可得，合金塊的重力G=3N，
合金塊的質(zhì)量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3N}{10N/kg}$=0.3kg，
由乙圖可得：F′=2N，
合金塊浸沒時，受到的浮力：
F_浮=G-F′=3N-2N=1N，
合金塊的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³，
合金塊的密度：
ρ_合金=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.3kg}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=3×10³kg/m³．
故答案為：物體排開液體的體積；1； 3×10³．

點評 本題考查了控制變量法在探究影響浮力大小因素實驗中的應用，考查了學生對計算浮力的兩種方法（阿基米德原理、稱重法）的掌握程度，看學生能否靈活應用公式求出題目中所需物理量．