Question

13．阿基米德原理告訴我們：“浸入液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開液體受到的重力．”小剛在學習了該原理后思考：物體受到浮力的大小難道只跟物體排開液體的重力大小有關系嗎？于是他猜想：物體受到的浮力大小可能還跟物體的密度和浸入液體中的深度有關．為了驗證猜想，他選取了兩塊體積相同和形狀都相同的實心鐵塊進行了如圖所示的實驗．

（1）如果要驗證物體所受的浮力大小是否與物體的密度有關，小剛應選取圖中的A、B、D、E步驟進行對比．小剛已經知道銅的密度大于鐵的密度，那么根據所選擇的幾個圖中彈簧測力計的示數可以知道銅塊所受到的浮力等于（選填“大于”、“等于”或“無關”）鐵塊所受的浮力，由此得出結論物體所受的浮力大小與物體密度無關．
（2）小剛根據圖中B、C、D三步進行對比分析，發(fā)現隨著物體浸入液體中深度的增加，物體所受到的浮力在變大，于是他就得出了物體所受浮力的大小跟浸入液體中的深度有關的結論．你認為小剛的結論是錯誤的（選填“正確”、“錯誤”），原因是：沒有考慮到鐵塊完全浸沒時浮力大小的變化．

Answer 1

分析 （1）①浮力的大小與物體排開液體的體積和液體的密度有關，要探究物體所受的浮力大小是否與物體的密度有關應控制其它變量不變，改變物體的密度；
②讀出銅塊和鐵塊的重力、在水中彈簧測力計的示數，利用稱重法求出受到的浮力，然后比較浮力的大小得出結論；
（2）探究浮力的大小與液體深度的關系時，要控制液體的密度和排開液體的體積不變．

解答 解：（1）①要驗證物體所受的浮力大小是否與物體的密度有關，就必須控制除密度以外其他物理量相同，要算出最后的數據就得前后對比，
所以我們選擇A、B、D、E這幾組來驗證，
②由稱重法得，F_浮鐵=G₁-F₁=4.0N-3.5N=0.5N，F_浮銅=G-F₂=4.4N-3.9N=0.5N，
則F_浮鐵=F_浮銅，說明浮力大小與物體密度無關；
（2）而在B、C、D三步的對比分析中，小剛得出的結論是不對的，物體沒有浸沒時，深度變化的同時，排開液體的體積也在變化．所以應該將物體完全浸沒后，再探究浮力與深度是否有關．
故答案為：
（1）A、B、D、E；等于；物體所受的浮力大小與物體密度無關；
（2）錯誤；沒有考慮到鐵塊完全浸沒時浮力大小的變化．

點評 本題目考查了學生對浮力的掌握程度，并且考查學生能否靈活應用控制變量法．