题文

小明同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如图所示的实验．请你根据小明的实验探究回答下列问题． A          B          C           D          E  （1）在C与E两图中，保持了排开液体的体积不变，研究浮力与       的关系；根据A与E两图所标的实验数据，可知物体浸没在盐水中所受的浮力为        N． （2）小明对ABCD四个步骤进行了观察研究，发现浮力的大小有时与深度有关，有时与深度又无关．对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而         ，当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同，浮力的大小与深度           ． （3）在小明实验的基础上，根据有关实验数据，可以计算出盐水的密度为    kg/m3．

题型：实验题  难度：中档

答案

(1) 液体密度；2.4；（2）增大；无关；（3）1.2×103

分析：（1）观察C与E两图，发现只有物体浸入液体的密度发生了变化，故它研究的是浮力的大小与液体密度的关系；根据A与E两图可知，物体在空气中时测力计的示数为8N，在盐水中测力计的示数为5.6N，故物体在盐水中受到的浮力为F浮盐=8N－5.6N=2.4N；（2）浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大，当排开水的体积相同时，浮力的大小与深度无关；（3）由图C可知，物体全部浸没在水中时的测力计示数为6N，太可计算出物体在水中时的浮力为F浮水=8N－6N=2N，则由F浮盐=2.4N，可得ρ盐水gV排=2.4N，由F浮水=2N，可得ρ水gV排=2N，联立两式，解之得ρ盐水=1.2×103kg/m3。

据专家权威分析，试题“小明同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如图所示的实验．请你根..”主要考查你对  浮力产生的原因  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

浮力产生的原因

考点名称：浮力产生的原因

• 浮力产生的原因:
       浮力是由于周围液体对物体上、下表面的作用存在压力差而产生的。如图所示，浸没在液体中的立方体，左右两侧面，前后两侧面所受水的压力大小相等，方向相反，彼此平衡。而上、下两表面处的液体中不同深度，所受到的液体的压强不同，因受力面积相等，所以压力不相等。下表面所受到的竖直向上的压力大于上表面所受到的竖直向下的压力，因而产生了浮力，所以浮力的方向总是竖直向上的，即F_浮=F_向上一F_向下。
  

• 对浮力产生原因的说明：
  (1)当物体上表面露出液面时，F_向下=0，则F_浮=F_向上。如：物体漂浮时，受到的浮力等于液体对它向上的压力。
  (2)浸在液体中的物体不一定都受到浮力。如：桥墩、拦河坝等因其下底面同河床紧密黏合，水对它向上的压力F_向上=0，故物体不受浮力作用。可见产生浮力的必要条件是：F_浮=F_向上—F_向下>0，即F_向上>F_向下。当F_向上=0或F_向上≤F_向下时，物体不受浮力作用。
  (3)同一物体浸没在液体的不同深度，所受的压力差不变，浮力不变。
  (4)浮力的实质是液体对物体各个表面压力的合力。因此，在分析物体的受力情况时，浮力和液体的压力不能同时考虑。

  对“压力差法”的理解：
     根据浮力产生的原因，物体浸在液体中受到的浮力等于物体受到的液体向上和向下的压力差，即F_浮= F_下一F_上（F_下表示物体下表面受到的液体向上的压力， F_上表示物体上表面受到的液体向下的压力)。此方法多用于求解形状规则的物体受到的浮力。
  例一个边长为10cm的正方体浸没在水中，下表面距水面30cm，物体下表面受到水的压强是____Pa，物体受到的浮力是___N。(g取10N／kg)
  
  解析:边长为10cm的正方体的一个面的面积为S =0.01m²，上表面距水面的距离：h=0.3m—0.lm=0.2m。上表面受到的压强为： 0．2Pa=2×10³Pa；物体上表面受到的压力：F_上=p_上S =2×10³Pa×0．01m²=20N；物体下表面受到的压强为：．物体下表面受到的压力：0．01m。=30N。
  物体受到的浮力：。
  
  答案:3×10³  10