Question

12．某同學為了探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)，做了以下幾個實驗．他首先用彈簧測力計測得某一金屬塊的重為3.8N，測得相同體積的石塊的重為1.1N，然后完成了以下步驟：
實驗1：把金屬塊掛在彈簧測力計下，浸沒在水中的不同深度處，觀察到彈簧測力計的示數(shù)始終是3.3N；
實驗2：把金屬塊浸入水中一部分，觀察到彈簧測力計的示數(shù)是3.6N；
實驗3：把金屬塊浸沒在硫酸銅溶液中，觀察到彈簧測力計的示數(shù)是3.1N（ρ_硫酸銅＞ρ_水）
實驗4：把石塊浸沒在水中，觀察到彈簧測力計的示數(shù)是0.6N．
分析上述實驗結(jié)果，可以得到初步結(jié)論：
（1）根據(jù)實驗1可知：浸沒在液體中的物體所受浮力的大小與浸沒深度無關(guān)．
（2）根據(jù)實驗2、3可知：浸在液體中的物體所受浮力大小與液體密度有關(guān)．
（3）試從上述實驗中尋找合適數(shù)據(jù)并通過簡單計算說明：浸沒在液體中的物體所受浮力與物體本身的密度無關(guān)．

Answer 1

分析 實驗法測浮力的方法：浮力的大小等于物體的重力減去物體浸在液體中彈簧測力計的示數(shù)．
阿基米德原理：物體所受的浮力等于排開的液體重力，物體所受的浮力與排開的液體密度和排開的液體體積有關(guān)．
（1）實驗1：把金屬塊掛在彈簧測力計下，浸沒在水中的不同深度處，觀察到彈簧測力計的示數(shù)始終不變，說明浮力不變；
（2）由“實驗1、3”可知，排開的液體體積相同，液體的密度不同，觀察到彈簧測力計的示數(shù)不同，說明浮力不變；
（3）想研究浸沒在液體中的物體所受浮力與物體本身的密度無關(guān)，要控制排開的液體密度和排開的液體體積都相同，物體的密度不同；

解答 解：（1）根據(jù)“實驗1”可知，金屬塊浸沒在水中的深度不同，彈簧測力計的示數(shù)始終是3.3N不變，說明浮力不隨物體浸沒在水中的深度的改變而改變，即浮力的大小與浸沒在液體中的深度無關(guān)；
（2）根據(jù)“實驗2、3”可知，排開的液體體積相同，液體的密度不同，浮力的大小不同，說明與浮力的大小與液體的密度有關(guān)；
（3）實驗1和實驗4中，金屬塊和石塊的密度不同，但體積相同，則排開的液體的體積相同；液體都是水，液體密度又相同；彈簧測力計的示數(shù)變化分別為F_金=3.8N-3.3N=0.5N，F(xiàn)_石塊=1.1N-0.6N=0.5N，兩者相等，所以浮力相同．則能說明浸沒在液體中的物體所受的浮力與物體本身的密度無關(guān)．
故答案為：（1）浸沒在液體中的物體所受浮力的大小與浸沒深度無關(guān)；
（2）浸在液體中的物體所受浮力大小與液體密度有關(guān)；
（3）F_金=3.8N-3.3N=0.5N，F(xiàn)_石塊=1.1N-0.6N=0.5N，所以浸沒在液體中的物體所受浮力與物體本身的密度無度．

點評 此題考查我們的實驗分析能力和控制變量法的了解；
在做探究影響浮力大小的實驗時，我們首先要知道影響浮力大小的因素是什么．