Question

3．在探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)的實驗中，小強做了如圖所示的實驗．

（1）根據(jù)甲、乙兩圖可知，物體在水中受到的浮力是1N；
（2）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水中，它所受浮力大小與浸入水中深度的關(guān)系如圖丁所示，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浸入水中的深度有關(guān)；
結(jié)論三：當物體浸沒于水后，浮力大小與進入水中的深度無關(guān)．
（4）為了探究結(jié)論二是否正確，老師為同學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，如圖戊所示，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．
實驗步驟：
①用彈簧測力計鉤掛住a或c，讓物塊浸入液體的深度為物塊的$\frac{1}{3}$或$\frac{2}{3}$，讀出并記錄彈簧測力計的示數(shù)F₁；
②用彈簧測力計鉤住b或d，讓物塊浸入液體的深度仍為物塊的$\frac{1}{3}$或$\frac{2}{3}$，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)（填“有關(guān)”或“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)（填“有關(guān)”或“無關(guān)”）．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)稱量法測浮力的方法：F_浮=G-F_示求出物體在水中受到的浮力．
（2）根據(jù)阿基米德原理可知物體受到的浮力與液體密度和排開的液體體積有關(guān)．
（3）由圖可知彈簧測力計的示數(shù)有一段隨h的增大而增大，有一段隨h的增大而不變，可總結(jié)出物體所受浮力與深度的關(guān)系．
（4）要探究物體所受浮力的大小和物體浸在液體中深度的關(guān)系，應(yīng)控制液體的密度和物體排開液體的體積一定，最好的辦法就是讓同一個物體浸沒在同種液體的不同深度處，測出浮力的大小，進行比較，得出結(jié)論．

解答 解：（1）由甲、乙圖可知：G=2.8N，F(xiàn)_示=1.8N，
物體在水中的浮力：F_浮=G-F_示=2.8N-1.8N=1N；
（2）從圖乙、丙可知，測力計示數(shù)不同，說明浮力不同，排開的液體體積相同，液體密度不同，所以從圖乙、丙可知，浮力的大小與液體的密度有關(guān)．
（3）①由圖象可知物塊浸沒前，物體排開的液體體積越大，物塊所受的浮力越大；
②由圖可知彈簧測力計的示數(shù)有一段隨h的增大而不變（浸沒后），故可得出：浸沒在液體中的物體所受浮力大小與它所處深度無關(guān)．
 （4）分析論證：
①若F₁=F₂，根據(jù)F_浮=G-F_示可知，物體所受的浮力相同，而已知深度不同，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，根據(jù)F_浮=G-F_示可知，物體所受的浮力不同，而已知深度不同，說明：物體未浸沒前，它所受浮力大小與深度有關(guān)．
故答案為：（1）1；（2）液體密度；（3）深度；深度；（4）無關(guān)；有關(guān)．

點評 本題用到的知識點有浮力的計算、二力平衡、受力分析、阿基米德原理等，考查學生結(jié)合圖象對所學知識進行綜合分析的能力，難度較大．