Question

19．在探究“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，某小組同學(xué)用如圖所示裝置，將同一物體分別逐漸浸入到水和酒精中．他們觀察并記錄了彈簧測力計(jì)的示數(shù)及排開液體的體積，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表中．

液體種類	實(shí)驗(yàn)序號(hào)	物體 重力 G物/N	彈簧測力計(jì) 的示數(shù) F/N	物體受到的浮力 F浮/N	排開液體的 體積 V排/cm3
水 （ρ水=1.0g/cm3）	1	2	1.5	0.5	50
	2		1.0		100
	3		0.5	1.5	150
酒精 （ρ酒=0.8g/cm3）	4	2	1.6	0.4	50
	5		1.2	0.8	100
	6		0.8	1.2	150

（1）分析表中數(shù)據(jù)，可知第二次實(shí)驗(yàn)中物體所受浮力F_浮=1N．
（2）分析比較實(shí)驗(yàn)1、2和3（或4、5和6）可初步得出結(jié)論：同種液體，排開液體的體積越大，浸在液體中的物體受到的浮力越大；
分析比較實(shí)驗(yàn)1、4可初步得出結(jié)論：當(dāng)排開液體的體積相同時(shí)，液體的密度越大，浸在液體中的物體受到的浮力越大．
（3）本實(shí)驗(yàn)選用了不同液體并進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，其目的是使得到的結(jié)論更具有普遍性；在此實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上，要驗(yàn)證阿基米德原理還需要計(jì)算出的物理量是排開液體的重力．
（4）實(shí)驗(yàn)中亮亮同學(xué)觀察到將同一物體浸沒在密度越小的液體中時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)越大（選填“大”或“小”）．于是他靈機(jī)一動(dòng)在彈簧測力計(jì)下掛一個(gè)重1N的物塊，當(dāng)他把物塊浸沒在水中，彈簧測力計(jì)的讀數(shù)為0.5N，他就在0.5N處標(biāo)上1.0g/cm³ 的字樣，當(dāng)他把物塊浸沒在酒精中時(shí)，應(yīng)該在彈簧測力計(jì)刻度盤的0.8N處標(biāo)上0.8g/cm³ 的字樣．這樣，他就能制成一個(gè)測液體密度的密度秤．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）測力計(jì)示數(shù)減去重力即為浮力；
（2）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2和3（或4、5和6）可知，液體的密度相同，物體浸入液體中的體積不同，彈簧測力計(jì)的示數(shù)不同，根據(jù)稱重法求出受到浮力的大小，即可得出結(jié)論；在探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制排開液體的體積不變，改變液體的密度再表格數(shù)據(jù)即可得出答案．
（3）根據(jù)m=ρV和G=mg求出物體排開水受到的重力，比較排開水的重力和受到的浮力即可驗(yàn)證阿基米德原理．
（4）根據(jù)探究實(shí)驗(yàn)的目的和特點(diǎn)可知多次實(shí)驗(yàn)的目的．
（5）根據(jù)阿基米德原理可知同一個(gè)物體浸沒在密度越大的液體中所受的浮力越大，根據(jù)稱重法可知彈簧測力計(jì)示數(shù)的變化；根據(jù)阿基米德原理求出，物體在汽油中受到的浮力，根據(jù)稱重法求出彈簧測力計(jì)的示數(shù)即為此時(shí)在彈簧測力計(jì)刻度盤的位置．

解答 解：（1）浮力的大小為：F_浮=2N-1N=1N．
（2）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2和3（或4、5和6）可知，液體的密度相同，物體浸入液體中的體積越大，彈簧測力計(jì)的示數(shù)越小，即所受的浮力變大；在探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制排開液體的體積不變，改變液體的密度；結(jié)合表格可知1、4或者2、5或者3、6符合．
（3）在探究“浮力的大小與哪些因素”有關(guān)時(shí)，選用了不同液體并進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)的目的是減小偶然性，使實(shí)驗(yàn)得出的實(shí)驗(yàn)規(guī)律更具有普遍性，所以本實(shí)驗(yàn)的目的是尋找普遍規(guī)律．通過比較可知，每次實(shí)驗(yàn)時(shí)，物體受到的浮力都等于它排開液體的重力，即F_浮=G_排，此實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證阿基米德原理．
（4）根據(jù)F_浮=ρgV_排可知，物體浸沒時(shí)排開水的體積和本身的體積相等，所以將同一個(gè)物體浸沒在密度越小的液體中時(shí)受到的浮力變小，根據(jù)F_浮=G-F′可知彈簧測力計(jì)的示數(shù)越大；
當(dāng)他把物塊浸沒在水中時(shí)，受到的浮力：F_浮=G-F′=1.5N-0.5N=1N，
根據(jù)阿基米德原理得：1N=ρ_水gV_排-----①
當(dāng)他把物塊浸沒在汽油中時(shí)，F(xiàn)_浮油=ρ_油gV_排-----②
由于兩者排開液體的體積相等，
所以①②兩式相比可得：F_浮油=0.7N，
此時(shí)應(yīng)標(biāo)在彈簧測力計(jì)的1.5N-0.7N=0.8N處．
故答案為：（1）1；（2）同種液體，排開液體的體積越大，浸在液體中的物體受到的浮力越大；1、4（或2、5或3、6）；（3）使得到的結(jié)論更具有普遍性；排開液體的重力；（4）大；0.8．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生控制變量法的應(yīng)用和圖象、數(shù)據(jù)的分析能力．探究浮力的大小是否與液體密度的關(guān)系要保證物體排開液體體積一定；要探究浮力的大小與物體排開液體體積的關(guān)系要保證液體的密度一定．