Question

19．在探究“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，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的示數(shù)及排開液體的體積，實驗數(shù)據(jù)記錄在表中．

液體種類	實驗序號	物體 重力 G物/N	彈簧測力計 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)，可知第二次實驗中物體所受浮力F_浮=1N．
（2）分析比較實驗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；
分析比較實驗1、4可初步得出結(jié)論：當排開液體的體積相同時，液體的密度越大，浸在液體中的物體受到的浮力越大．
（3）本實驗選用了不同液體并進行了多次實驗，其目的是使得到的結(jié)論更具有普遍性；在此實驗基礎(chǔ)上，要驗證阿基米德原理還需要計算出的物理量是排開液體的重力．
（4）實驗中亮亮同學(xué)觀察到將同一物體浸沒在密度越小的液體中時，彈簧測力計的示數(shù)越大（選填“大”或“小”）．于是他靈機一動在彈簧測力計下掛一個重1N的物塊，當他把物塊浸沒在水中，彈簧測力計的讀數(shù)為0.5N，他就在0.5N處標上1.0g/cm³ 的字樣，當他把物塊浸沒在酒精中時，應(yīng)該在彈簧測力計刻度盤的0.8N處標上0.8g/cm³ 的字樣．這樣，他就能制成一個測液體密度的密度秤．（g=10N/kg）

Answer 1

分析 （1）測力計示數(shù)減去重力即為浮力；
（2）分析比較實驗序號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，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證阿基米德原理．
（4）根據(jù)探究實驗的目的和特點可知多次實驗的目的．
（5）根據(jù)阿基米德原理可知同一個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的示數(shù)即為此時在彈簧測力計刻度盤的位置．

解答 解：（1）浮力的大小為：F_浮=2N-1N=1N．
（2）分析比較實驗序號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，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，選用了不同液體并進行了多次實驗的目的是減小偶然性，使實驗得出的實驗規(guī)律更具有普遍性，所以本實驗的目的是尋找普遍規(guī)律．通過比較可知，每次實驗時，物體受到的浮力都等于它排開液體的重力，即F_浮=G_排，此實驗可以驗證阿基米德原理．
（4）根據(jù)F_浮=ρgV_排可知，物體浸沒時排開水的體積和本身的體積相等，所以將同一個物體浸沒在密度越小的液體中時受到的浮力變小，根據(jù)F_浮=G-F′可知彈簧測力計的示數(shù)越大；
當他把物塊浸沒在水中時，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
當他把物塊浸沒在汽油中時，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，
此時應(yīng)標在彈簧測力計的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．

點評 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．