Question

小明同學用一個彈簧測力計、一個金屬塊、兩個相同的燒杯（分別裝有一定量的水和煤油），對浸在液體中的物體所受的浮力進行了究．圖7表示探究過程及有關(guān)數(shù)據(jù)．

（1）分析圖B、C、D，保持了

液體密度

不變，說明浮力大小跟

排開液體的體積

有關(guān)．
（2）分析圖

D、E

，說明浮力大小跟液體密度有關(guān)．這種研究問題的方法叫做

控制變量

．請再舉一個應(yīng)用這種研究方法的實驗：

研究壓力作用的效果與壓力的大小以及受力面積的關(guān)系

．
（3）物體完全浸沒在煤油中所受的浮力是

2.4

N．
（4）小明還想探究浮力大小與物體形狀是否有關(guān)，請你簡述實驗方法．

Answer 1

分析：物體在液體中受到豎直向下的重力G，豎直向上的彈簧測力計的拉力F，豎直向上的浮力F_浮作用而靜止，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可得F_浮=G-F；
（1）分析圖B、C、D所示實驗，根據(jù)實驗控制的變量與實驗現(xiàn)象，得出實驗結(jié)論．
（2）探究浮力與密度的關(guān)系，應(yīng)控制物體排開液體的體積相同而液體密度不同．
（3）物體的重力與彈簧測力計所示之差是物體浸入液體時受到的浮力．
（4）探究浮力與物體形狀的關(guān)系，應(yīng)控制液體的密度與物體排開液體體積不變，只改變物體的形狀．

解答：解：（1）由圖B、C、D可知，物體浸入水的體積不同，即物體排開水的體積不同，物體受到的浮力不同，這說明了液體密度不變時，浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)．
（2）探究浮力與密度的關(guān)系，應(yīng)控制物體排開液體的體積相同而液體種類不同，由圖D和圖E可知，物體排開液體的體積相同，兩燒杯中液體不同，液體密度不同，物體受到的浮力不同，因此圖D、E說明浮力大小跟液體密度有關(guān)，該方法叫控制變量法；如：研究壓力作用的效果與壓力的大小以及受力面積的關(guān)系；速度與時間與路程的關(guān)系等．
（3）由圖A可知，物體的重力G=10N，由圖E可知，物體浸沒在煤油中時，彈簧測力計對物體的拉力F=7.6N，則物體浸沒在煤油中，受到的浮力：F_浮=G-F=10N-7.6N=2.4N．
（4）實驗方法：
①用細線將橡皮泥吊在彈簧測力計上，將橡皮泥浸沒水中，記下測力計的示數(shù)F₁；  
②改變橡皮泥形狀，把橡皮泥浸沒水中，記下測力計的示數(shù)F₂；  
③比較F₁和F₂的大小即可得出結(jié)論．
故答案為：（1）液體的密度；排開液體的體積．（2）D、E；控制變量；研究壓力作用的效果與壓力的大小以及受力面積的關(guān)系；（3）2.4．
（4）實驗方法：①用細線將橡皮泥吊在彈簧測力計上，將橡皮泥浸沒水中，記下測力計的示數(shù)F₁；  ②改變橡皮泥形狀，把橡皮泥浸沒水中，記下測力計的示數(shù)F₂；  ③比較F₁和F₂的大小即可得出結(jié)論．

點評：本題目就是考查學生對控制變量法的掌握，看學生能否靈活應(yīng)用該方法解決問題．