Question

3．在探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，小強(qiáng)做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)．

（1）根據(jù)甲、乙兩圖可知，物體在水中受到的浮力是1N；
（2）乙、丙兩次實(shí)驗(yàn)是為了探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系；
（3）從物體剛開始接觸水面至浸沒(méi)水中，它所受浮力大小與浸入水中深度的關(guān)系如圖丁所示，由此得到：
結(jié)論一：物體所受浮力大小與排開液體的體積有關(guān)；
結(jié)論二：物體未浸沒(méi)前，它所受浮力大小可能還與浸入水中的深度有關(guān)；
結(jié)論三：當(dāng)物體浸沒(méi)于水后，浮力大小與進(jìn)入水中的深度無(wú)關(guān)．
（4）為了探究結(jié)論二是否正確，老師為同學(xué)們準(zhǔn)備了以下實(shí)驗(yàn)器材：彈簧測(cè)力計(jì)、足夠的水、一個(gè)密度大于水的均勻長(zhǎng)方體，長(zhǎng)方體表面標(biāo)有等距離的線，如圖戊所示，為了便于彈簧測(cè)力計(jì)掛住長(zhǎng)方體，在長(zhǎng)方體上設(shè)置了a、b、c、d四個(gè)掛扣．
實(shí)驗(yàn)步驟：
①用彈簧測(cè)力計(jì)鉤掛住a或c，讓物塊浸入液體的深度為物塊的$\frac{1}{3}$或$\frac{2}{3}$，讀出并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁；
②用彈簧測(cè)力計(jì)鉤住b或d，讓物塊浸入液體的深度仍為物塊的$\frac{1}{3}$或$\frac{2}{3}$，讀出并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₂；
分析論證：
①若F₁=F₂，說(shuō)明物體未浸沒(méi)前，它所受浮力大小與深度無(wú)關(guān)（填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）．
②若F₁≠F₂，說(shuō)明物體未浸沒(méi)前，它所受浮力大小與深度有關(guān)（填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)稱量法測(cè)浮力的方法：F_浮=G-F_示求出物體在水中受到的浮力．
（2）根據(jù)阿基米德原理可知物體受到的浮力與液體密度和排開的液體體積有關(guān)．
（3）由圖可知彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)有一段隨h的增大而增大，有一段隨h的增大而不變，可總結(jié)出物體所受浮力與深度的關(guān)系．
（4）要探究物體所受浮力的大小和物體浸在液體中深度的關(guān)系，應(yīng)控制液體的密度和物體排開液體的體積一定，最好的辦法就是讓同一個(gè)物體浸沒(méi)在同種液體的不同深度處，測(cè)出浮力的大小，進(jìn)行比較，得出結(jié)論．

解答 解：（1）由甲、乙圖可知：G=2.8N，F(xiàn)_示=1.8N，
物體在水中的浮力：F_浮=G-F_示=2.8N-1.8N=1N；
（2）從圖乙、丙可知，測(cè)力計(jì)示數(shù)不同，說(shuō)明浮力不同，排開的液體體積相同，液體密度不同，所以從圖乙、丙可知，浮力的大小與液體的密度有關(guān)．
（3）①由圖象可知物塊浸沒(méi)前，物體排開的液體體積越大，物塊所受的浮力越大；
②由圖可知彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)有一段隨h的增大而不變（浸沒(méi)后），故可得出：浸沒(méi)在液體中的物體所受浮力大小與它所處深度無(wú)關(guān)．
 （4）分析論證：
①若F₁=F₂，根據(jù)F_浮=G-F_示可知，物體所受的浮力相同，而已知深度不同，說(shuō)明：物體未浸沒(méi)前，它所受浮力大小與深度無(wú)關(guān)；
②若F₁≠F₂，根據(jù)F_浮=G-F_示可知，物體所受的浮力不同，而已知深度不同，說(shuō)明：物體未浸沒(méi)前，它所受浮力大小與深度有關(guān)．
故答案為：（1）1；（2）液體密度；（3）深度；深度；（4）無(wú)關(guān)；有關(guān)．

點(diǎn)評(píng) 本題用到的知識(shí)點(diǎn)有浮力的計(jì)算、二力平衡、受力分析、阿基米德原理等，考查學(xué)生結(jié)合圖象對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合分析的能力，難度較大．