Question

11．實(shí)驗(yàn)前，小科和小思對(duì)物體浸沒(méi)前受到的浮力大小與浸入水中的深度是否有關(guān)，有不同的猜想，于是用相同的長(zhǎng)方體重物，分別以甲圖和乙圖的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并獲得如下數(shù)據(jù)：

實(shí)驗(yàn)者	實(shí)驗(yàn)序號(hào)	物體重G（N）	浸入水中深度 h（cm）	彈簧秤讀數(shù)  F/（N）	浮力大小 F浮/（N）
小科	1	4.8	2.0	4.2
	2		4.0	3.6
	3		6.0	3.0
小思	4	4.8	3.0	3.0
	5		4.0	2.4
	6		5.0	1.8

（1）分析小科測(cè)得的數(shù)據(jù)可以得出：浸沒(méi)前，物體受到的浮力大小隨浸入水中的深度增大而增大，小思的數(shù)據(jù)也說(shuō)明了這一點(diǎn)．
（2）在實(shí)驗(yàn)中讀測(cè)力計(jì)示數(shù)時(shí)應(yīng)注意的事項(xiàng)：使用彈簧測(cè)力計(jì)前調(diào)零（寫(xiě)出一條即可）．
（3）求出每次浮力，綜合分析兩個(gè)人的數(shù)據(jù)卻發(fā)現(xiàn)，第（1）小題的結(jié)論是不正確的，其中3和4或2和5或3和6兩次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以證明這一點(diǎn)．（填實(shí)驗(yàn)序號(hào)）
（4）設(shè)甲、乙浸在水中物體的底面積關(guān)系為S_甲=$\frac{1}{2}$S_乙，請(qǐng)你處理相關(guān)的數(shù)據(jù)（至少3次），寫(xiě)出過(guò)程并得出與浮力大小的有關(guān)因素．

Answer 1

分析 （1）影響浮力大小的因素--排開(kāi)液體體積與深度關(guān)系的分析．當(dāng)物體浸沒(méi)前，深度增大的同時(shí)，排開(kāi)液體的體積也是增大的；當(dāng)浸沒(méi)后，排開(kāi)液體體積不再變化，所以浮力與深度無(wú)關(guān)；
（2）彈簧測(cè)力計(jì)的使用問(wèn)題，牢記使用前選擇量程合適的測(cè)力計(jì)并調(diào)零，讀數(shù)時(shí)注意分度值；
（3）物體受到的浮力與所在的深度沒(méi)有關(guān)系，而與排開(kāi)液體的體積大小有關(guān)；
（4）浸在液體中的物體，受到液體的浮力，浮力的大小決定于液體的密度和排開(kāi)液體的體積．

解答 解：（1）單獨(dú)比較1、2、3或4、5、6的實(shí)驗(yàn)過(guò)程，物體在水中的深度逐漸增大，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)逐漸減小，而物重一定，說(shuō)明浮力是增大的，所以初步得到的結(jié)論是：物體在液體中浸沒(méi)前，受到的浮力大小隨浸入水中的深度增大而增大；
（2）使用彈簧測(cè)力計(jì)前選擇合適的量程并調(diào)零，讀數(shù)時(shí)注意分度值；
（3）將3和4比較，可以發(fā)現(xiàn)，同一個(gè)物體受到的拉力相同，即浮力相同時(shí)，浸在水中的深度是不相同的；
將2和5比較，可以發(fā)現(xiàn)：同一個(gè)物體，浸在水中的深度相同時(shí)，受到的拉力不同，也就是浮力不同；
另外將3和6比較，可以發(fā)現(xiàn)，同一個(gè)物體浸入水中的深度較大的受到的浮力反而較�。�綜合這些可以看出，物體受到的浮力與所在的深度沒(méi)有關(guān)系，而與排開(kāi)液體的體積大小有關(guān)：在液體密度一定時(shí)，物體受到的浮力與排開(kāi)液體的體積成正比；
（4）F_浮1=G-F₁=4.8N-4.2N=0.6N；F_浮2=G-F₂=4.8N-3.6N=1.2N；F_浮3=G-F₃=4.8N-3.0N=1.8N；
F_浮4=G-F₄=4.8N-3.0N=1.8N；F_浮5=G-F₅=4.8N-2.4N=2.4N；F_浮6=G-F₆=4.8N-1.8N=3.0N；
排開(kāi)液體體積：V_排1=2S_甲；V_排2=4S_甲；V_排3=6S_甲；V_排4=6S_甲；V_排5=8S_甲；
V_排6=10S_甲因?yàn)?0S_甲＞8S_甲＞6S_甲＞4S_甲＞2S_甲；所以FF_浮5＞F_浮4＞F_浮3＞F_浮2＞F_浮1，故物體受到的浮力與排開(kāi)液體的體積有關(guān)，排開(kāi)液體體積越大，浮力越大．
故答案為：（1）增大；（2）使用彈簧測(cè)力計(jì)前調(diào)零；（3）3和4（或2和5、3和6）
（4）F_浮1=G-F₁=4.8N-4.2N=0.6N；F_浮2=G-F₂=4.8N-3.6N=1.2N；F_浮3=G-F₃=4.8N-3.0N=1.8N；
F_浮4=G-F₄=4.8N-3.0N=1.8N；F_浮5=G-F₅=4.8N-2.4N=2.4N；F_浮6=G-F₆=4.8N-1.8N=3.0N；
排開(kāi)液體體積：V_排1=2S_甲；V_排2=4S_甲；V_排3=6S_甲；V_排4=6S_甲；V_排5=8S_甲；
V_排6=10S_甲因?yàn)?0S_甲＞8S_甲＞6S_甲＞4S_甲＞2S_甲；所以FF_浮5＞F_浮4＞F_浮3＞F_浮2＞F_浮1，故物體受到的浮力與排開(kāi)液體的體積有關(guān)，排開(kāi)液體體積越大，浮力越大．

點(diǎn)評(píng) 此題考查的是我們對(duì)影響浮力大小的因素--排開(kāi)液體體積與深度關(guān)系的分析．當(dāng)物體浸沒(méi)前，深度增大的同時(shí)，排開(kāi)液體的體積也是增大的；當(dāng)浸沒(méi)后，排開(kāi)液體體積不再變化，所以浮力與深度無(wú)關(guān)