Question

（2012?柳州二模）小王利用一個彈簧測力計、一個物體、一杯水和一杯某種液體做了有關(guān)浮力的實驗，如圖所示．在實驗的四個步驟中彈簧測力計的示數(shù)分別為F₁、F₂、F₃、
F₄．（水的密度為ρ_水）
（1）分析對比實驗

A、C

（填步驟代號）可知，浸在液體里的物體受到向上的浮力．物體完全浸沒水中時受到的浮力為

F₁-F₃

N．
（2）分析對比實驗B、C可知，浮力大小與

排開液體的體積

有關(guān)．比較試驗

C、D

可知，浮力還與液體的密度有關(guān)．
（3）由這個實驗步驟

A、C、D

（填步驟代號）還可以測出液體的密度ρ_液．寫出ρ_液的表達式ρ_液=

(F1-F4)?ρ水

F1-F3

．

Answer 1

分析：（1）物體處于靜止狀態(tài)時一定受到了平衡力的作用，對物體進行受力分析從而得出結(jié)論；
（2）在B、C實驗中，液體的密度相同都是水，而物體排開水的體積（物體浸沒在水中的體積）不同；而要探究浮力與液體的密度有關(guān)，就要保證排開液體的體積相同；
（3）根據(jù)稱重法和阿基米德原理分析計算：利用A、C可以計算出V_排，再利用A、D結(jié)合V_排計算ρ_液．

解答：解：（1）①物體浸沒在水中，受到浮力、重力和彈簧測力計拉力作用，重力和浮力、彈簧測力計的拉力是平衡力；重力的方向豎直向下，那么，物體就要受到豎直向上的拉力和浮力，故選A、C可根據(jù)物體的重力和彈簧測力計的示數(shù)計算出物體受到的浮力；
②根據(jù)圖示可知，物體的重力是F₁，物體完全浸沒水中時彈簧測力計的示數(shù)是F₃，故物體完全浸沒水中時受到的浮力為：F₁-F₃；
（2）①在B、C實驗中，液體的密度相同，而物體排開水的體積不同，導(dǎo)致彈簧測力計的示數(shù)不同，即物體受到的浮力不同，說明浮力大小與排開液體的體積有關(guān)；
②根據(jù)控制變量法可知，要探究浮力與液體的密度有關(guān)，就應(yīng)該選擇排開液體的體積相同而不是同種液體的兩組實驗，故選擇C、D；
（3）①首先選擇A、C計算出V_排：
此時物體受到的浮力為：F_浮C=F₁-F₃=ρ_水gV_排，
則V_排=

F1-F3

ρ水g

；
②再選擇A、D結(jié)合①計算出ρ_液：
此時物體受到的浮力為：F_浮D=F₁-F₄=ρ_液gV_排，
故ρ_液=

F1-F4

gV排

=

F1-F4

g F1-F3 ρ水g

=

(F1-F4)?ρ水

F1-F3

．
故答案為：（1）A、C；F₁-F₃；   
（2）排開液體的體積；C、D；
（3）A、C、D；

(F1-F4)?ρ水

F1-F3

．

點評：熟練掌握阿基米德原理原理及浮力的相關(guān)計算方法，是解決此類實驗題的基礎(chǔ)，很多時候，我們可以通過結(jié)論（阿基米德原理）去推出現(xiàn)象．