Question

2．在探究影響浮力大小的因素實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們提出了如下猜想：
猜想1：浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)；
猜想2：浮力大小與液體的密度有關(guān)；
猜想3：浮力大小與物體浸沒在液體中的深度有關(guān)．
他們做了如圖所示的一組實(shí)驗(yàn)．

（1）實(shí)驗(yàn)B中物體在水中時(shí)受到的浮力為1N．
（2）分析實(shí)驗(yàn)D、E可知猜想2是正確的，則可以得出結(jié)論：浮力大小與排開液體的密度有關(guān)，比較實(shí)驗(yàn)B、C可知，浮力大小還與排開液體的體積有關(guān)．
（3）該實(shí)驗(yàn)中液體的密度ρ_液=1.2×10³kg/m³．
（4）實(shí)驗(yàn)所用的科學(xué)研究方法是控制變量法．

Answer 1

分析 （1）由AC兩圖，根據(jù)稱重法：F_浮=G-F計(jì)算出物體浸沒在水中受到的浮力；
（2）觀察圖DE兩圖，找到相同的量和不同的量，根據(jù)測力計(jì)示數(shù)判斷浮力大小，故得出物浮力大小與變化量的關(guān)系；
研究液體中的物體所受浮力的大小與排開液體的體積的關(guān)系時(shí)，要控制物體排開液體的密度相同；
（3）根據(jù)F_浮=G-F計(jì)算出物體浸沒在水中和液體中受到的浮力，根據(jù)阿基米德原理計(jì)算出物體的體積，根據(jù)ρ_液=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$計(jì)算出液體的密度；
（4）浮力大小與多個(gè)因素有關(guān)，所以在探究時(shí)要用控制變量法．

解答 解：
（1）由A可知，物體的重力G=10N；由B可知，物體浸在水中時(shí)，物體受到的拉力為F=9N；則物體浸沒在水中受到的浮力：
F_浮=G-F=10N-9N=1N；
（2）觀察可知，D、E兩圖中，物體排開液體的體積相同，而液體的密度不同，故要探究浮力的大小與排開液體的密度有關(guān)，由此可知猜想2是正確的；
研究浮力大小還與排開液體的體積有關(guān)，要控制排開液體的密度相同，故觀察圖B、C可知，由測力計(jì)的示數(shù)可知，故所受浮力不同；
（3）浮力大小與物體浸沒的深度無關(guān)，觀察圖C、D可知，物體浸沒在同種液體中的深度不同，浮力相同，所以F₃=F₂=7N；
由A、C知，浸沒在水中時(shí)的浮力F_浮=10N-7N=3N；
由A、E知，浸沒在液體中時(shí)的浮力F_浮′=10N-6.4N=3.6N；
由F_浮=ρ_水gV_排得：
物體的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{3N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=3×10^-4m³，
液體的密度：
ρ_液=$\frac{{F}_{浮}^{′}}{g{V}_{排}}$=$\frac{3.6N}{10N/kg×3×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.2×10³kg/m³；
（4）該實(shí)驗(yàn)探究浮力大小與多個(gè)因素的關(guān)系，用到了控制變量法．
故答案為：（1）1；（2）浮力大小與排開液體的密度有關(guān)；B、C；（3）1.2×10³；（4）控制變量法．

點(diǎn)評 此題是探究影響浮力大小的因素實(shí)驗(yàn)，考查了影響浮力的因素及控制變量法的應(yīng)用，同時(shí)考查了阿基米德原理及密度公式的運(yùn)用．