Question

某同学把重力为4.40牛、体积为V米³的圆柱体挂在弹簧秤的下端，分别测量圆柱体在水和酒精中所受的浮力，下表记录了有关的实验数据 （ρ_酒精=0.8×10³kg/m³）

液体的种类	实验序号	圆柱体排开液体的体积（米3）	弹簧秤示数（牛）	圆柱体所受浮力（牛）
水	1	2/5V	2.44	1.96
	2	3/5V	1.46	2.94
	3	4/5V	0.48	3.92
	4	9/10V
酒精	5	2/5V	2.84	1.56
	6	3/5V	2.06	2.34
	7	4/5V	1.28	3.12
	8	9/10V

（1）分析比较表中实验序号1与5或（2与6）或（3与7），可以得出的结论是：    ．
（2）分析比较表中实验序号    ，可以得出的结论是：浸在同种液体中的物体，排开液体的体积越大，所受的浮力也越大，且所受浮力与物体排开液体的体积成正比．
（3）试分析实验序号4的数据，产生弹簧秤示数为零的原因（弹簧秤完好）可能是    ．
（4）试分析实验序号8的数据，产生弹簧秤示数为零的原因（弹簧秤完好）可能是    ．
（5）在表中的两个空格处分别填上相应的数据．

Answer 1

【答案】分析：（1）浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关，当物体排开液体的体积相同时，浮力大小与密度有关；
（2）浸在同种液体中的物体，排开液体的体积越大，所受的浮力也越大，且所受浮力与物体排开液体的体积成正比．要探究浮力与物体排开液体体积的关系，应采用控制变量法控制液体密度不变；
（3）根据阿基米德原理：F_浮=G_排，G=mg，求出物体的密度，比较物体与液体密度的大小，并判断物体的状态．
解答：解：（1）表中实验序号1与5、2与6、3与7物体排开液体的体积分别是、、，而所受的浮力分别是1.96N，1.56N；2.94N，2.34N；3.92N，3.12N．当排开液体的体积相同时，液体的密度越大物体所受浮力越大；
（2）结论是：浸在同种液体中的物体，排开液体的体积越大，所受的浮力也越大，且所受浮力与物体排开液体的体积成正比．
说明研究的问题是在同一种液体中F_浮与V_排的关系，所以只选择水的数据或只选择酒精的数据，1与2或3；5与6或7；
（3）根据阿基米德原理F_浮=G_排，G_排=ρ_液gV_排，根据题意V_排=V_浸，F_浮=ρ_水gV_浸，根据实验序号1的数据1.96N=1.0×10³kg/m³×9.8N/kg×，V=5×10^-4m³；
G=mg=ρVg，ρ===0.898×10³kg/m³，ρ＜ρ_水，物体可能漂浮在水面上；
（4）ρ＞ρ_酒精，圆柱体可能沉到容器底部；
（5）根据（3）物体可能漂浮在水面上，根据二力平衡的条件，F_浮=G=4.40N；
F_浮=ρ_酒精gV=0.8×10³×9.8N/kg××5×10^-4m³=3.528N
答案为：（1）在物体排开液体体积相同的情况下，物体所受的浮力与液体的密度有关；
（2）1与2或3（或5与6或7）；
（3）物体漂浮在水面上；
（4）圆柱体沉到容器底部；
（5）4.40N；3.528N．
点评：（1）用弹簧测力计采用称重法可以测出物体在液体中受到的浮力，根据浮力间接求出体积；
（2）探究浮力与计算密度相结合，属于综合性题目，中考中经常出现，平时多培养综合处理物理问题的能力．