Question

4．在探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)的實驗中，小強做了圖1所示的實驗．

（1）根據(jù)圖1甲、乙兩圖可知，物體在水中受到的浮力是1N；
（2）圖1中，乙、丙兩次實驗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于水中，它所受浮力大小與浸入水中深度的關(guān)系如圖2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：物體未浸沒前，它所受浮力大小可能還與深度有關(guān)；
結(jié)論三：當物體浸沒于水中后，浮力大小與深度無關(guān)．
（4）為了探究結(jié)論二是否正確，老師為同學(xué)們準備了以下實驗器材：彈簧測力計、足夠的水、一個密度大于水的均勻長方體，長方體表面標有等距離的線，如圖3所示．為了便于彈簧測力計掛住長方體，在長 方體上設(shè)置了a、b、c、d四個掛扣．請僅用以上器材設(shè)計實驗，并寫出實驗步驟和分析論證．
實驗步驟：
①用彈簧測力計掛在a或b鉤，浸入水中至第一個小格，讀出并記錄彈簧測力計的示數(shù)F₁；
②用彈簧測力計掛在a或b鉤，浸入水中至第二個小格，讀出并記錄彈簧測力計的示數(shù)F₂．
分析論證：
①若F₁=F₂，說明物體未浸沒前，它所受浮力大小與深度無關(guān)；
②若F₁≠F₂，說明物體未浸沒前，它所受浮力大小與深度有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）由圖1可知，利用稱重法可求浮力；
（2）由圖1，乙丙可知，物體排開液體的體積相同，液體密度不同，由控制變量法可得結(jié)論；
（3）物體所受浮力與浸入水中深度的關(guān)系，由圖示分析解答；
（4）物體未浸沒前，只要控制液體密度不變，改變物體浸在液體中的體積即可．

解答 解：（1）根據(jù)圖1甲、乙兩圖可知，物體在水中受到的浮力，F(xiàn)_浮=G-F=2.8N-1.8N=1N；
（2）由圖1中，乙、丙兩次實驗可知，物體排開液體的體積相同，改變的液體的密度，由控制變量法可知，是為了探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系；
（3）由圖2中，圖象知，物體所受的浮力在物體浸入液體的深度5cm以前，浮力逐漸增大，浸入液體5cm以后，浮力不變，故可知在物體未完全浸沒前，浮力的大小可能還與深度有關(guān)，當物體完全浸沒后，所受的浮力與浸沒的深度無關(guān)；
（4）利用控制變量法，控制液體密度不變，改變浸入液體中的深度來探究未浸沒前，浮力與深度的關(guān)系，如與深度無關(guān)，則浮力不變，有關(guān)，則浮力改變．
故答案為：（1）1；（2）液體密度；（3）深度、深度；
（4）步驟：①掛在a或b鉤，浸入水中至第一個小格；②掛在a或b鉤，浸入水中至第二個小格；論證：①深度無關(guān)；②深度有關(guān)．

點評 本題主要稱重法求浮力，控制變量法探究與浮力大小有關(guān)的因素，并會分析圖象，設(shè)計實驗方案，有一定難度．