Question

4．在探究“浮力的大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們提出了如下猜想：
A．可能與液體的密度ρ₁有關(guān)；
B．可能與物體的密度ρ₂有關(guān)；
C．可能與物體的體積V₁有關(guān)；
D．可能與物體浸在液體中的深度有關(guān)；
小明所在的實(shí)驗(yàn)小組得到的實(shí)驗(yàn)器材有：柱形鐵塊一個(gè)，彈簧測力計(jì)一個(gè)，一杯水（足夠多）、細(xì)線．
（1）只用這些器材，他們可以驗(yàn)證上述猜想中的D（填序號(hào)即可）是否正確．
（2）他們在驗(yàn)證猜想D的過程中，先讓鐵塊靜止在如圖所示的狀態(tài)，讀出測力計(jì)的示數(shù)F₁，接著向下移動(dòng)測力計(jì)和鐵塊，增大深度h，待鐵塊處于靜止?fàn)顟B(tài)時(shí)，再讀出測力計(jì)的示數(shù)F₂，繼續(xù)增大h，重復(fù)上述操作，若每次測量，測力計(jì)的示數(shù)都相等，說明猜想D錯(cuò)誤．
（3）實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)先測圓柱體的重力，再放入水中測浮力，改變操作先后順序會(huì)使浮力的測量結(jié)果偏大．
（4）若還想探究浮力是否和物體所受的重力有關(guān)，則需要添加的實(shí)驗(yàn)器材是：取兩塊體積相同的實(shí)心鐵塊和鋁塊．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)控制變量法，若要探究浮力與其中一個(gè)量之間的關(guān)系，需保持其它量不變，但要改變需探究的量．
（2）根據(jù)稱重法測浮力大小要在靜止?fàn)顟B(tài)下讀數(shù)，掌握影響浮力大小的因素：液體的密度和排開液體的體積．浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)；
（3）通過稱重法可以測出物體在水中受到的浮力的大小，若測量順序顛倒了，則物塊從水中拿出時(shí)會(huì)沾有一部分水，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果，使結(jié)果偏大；
（4）若要探究浮力與重力的關(guān)系，則應(yīng)選用控制變量法，控制其它量不變，只改變物體的重力進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，比較實(shí)驗(yàn)的結(jié)果是否受重力的影響．

解答 解：（1）因?yàn)槠鞑闹兄挥幸粋�(gè)鐵塊，物體的體積和物體的密度是一定的，所以無法探究浮力與物體密度及體積的關(guān)系，不能驗(yàn)證AC；
題目中只給出了一杯水，所以無法探究浮力與液體密度的關(guān)系，不能驗(yàn)證B；
可以在實(shí)驗(yàn)中改變物體浸沒在液體中的深度，所以可以驗(yàn)證D．
（2）由圖知，物體完全浸沒在水中，在實(shí)驗(yàn)過程中要保持物體靜止時(shí)讀數(shù)，不受液體阻力的影響，此時(shí)F_浮=G-F．通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)每次測量，測力計(jì)的示數(shù)都相等，說明所受的浮力不變，即浸沒在液體中的物體所受的浮力與物體浸在液體中的深度h無關(guān)，所以猜想D錯(cuò)誤．
（3）若先測浮力再測重力時(shí)，由于物體上面沾有水，所測重力值偏大，根據(jù)公式F_浮=G-F，所測浮力也會(huì)偏大；
（4）若想探究浮力是否和物體所受的重力有關(guān)，應(yīng)保持液體密度和物體排開液體的體積相同，并且物體的重力不同，所以可以取兩塊體積相同的鐵塊和鋁塊，測出它們各自的重力，分別用測力計(jì)吊著浸沒到水中，讀出測力計(jì)的示數(shù)，根據(jù)測力計(jì)的示數(shù)算出浮力，通過比較得出結(jié)論．
故答案為：（1）D；（2）靜止；錯(cuò)誤；（3）大；（4）取兩塊體積相同的實(shí)心鐵塊和鋁塊．

點(diǎn)評 此題是探究影響浮力大小的因素，掌握阿基米德原理，并注意控制變量法在此實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用，同時(shí)考查了學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象總結(jié)結(jié)論的能力．