Question

12．某同學(xué)為了探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)，做了以下幾個(gè)實(shí)驗(yàn)．他首先用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得某一金屬塊的重為3.8N，測(cè)得相同體積的石塊的重為1.1N，然后完成了以下步驟：
實(shí)驗(yàn)1：把金屬塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，浸沒(méi)在水中的不同深度處，觀察到彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)始終是3.3N；
實(shí)驗(yàn)2：把金屬塊浸入水中一部分，觀察到彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是3.6N；
實(shí)驗(yàn)3：把金屬塊浸沒(méi)在硫酸銅溶液中，觀察到彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是3.1N（ρ_硫酸銅＞ρ_水）
實(shí)驗(yàn)4：把石塊浸沒(méi)在水中，觀察到彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是0.6N．
分析上述實(shí)驗(yàn)結(jié)果，可以得到初步結(jié)論：
（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)1可知：浸沒(méi)在液體中的物體所受浮力的大小與浸沒(méi)深度無(wú)關(guān)．
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)2、3可知：浸在液體中的物體所受浮力大小與液體密度有關(guān)．
（3）試從上述實(shí)驗(yàn)中尋找合適數(shù)據(jù)并通過(guò)簡(jiǎn)單計(jì)算說(shuō)明：浸沒(méi)在液體中的物體所受浮力與物體本身的密度無(wú)關(guān)．

Answer 1

分析 實(shí)驗(yàn)法測(cè)浮力的方法：浮力的大小等于物體的重力減去物體浸在液體中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．
阿基米德原理：物體所受的浮力等于排開(kāi)的液體重力，物體所受的浮力與排開(kāi)的液體密度和排開(kāi)的液體體積有關(guān)．
（1）實(shí)驗(yàn)1：把金屬塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，浸沒(méi)在水中的不同深度處，觀察到彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)始終不變，說(shuō)明浮力不變；
（2）由“實(shí)驗(yàn)1、3”可知，排開(kāi)的液體體積相同，液體的密度不同，觀察到彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同，說(shuō)明浮力不變；
（3）想研究浸沒(méi)在液體中的物體所受浮力與物體本身的密度無(wú)關(guān)，要控制排開(kāi)的液體密度和排開(kāi)的液體體積都相同，物體的密度不同；

解答 解：（1）根據(jù)“實(shí)驗(yàn)1”可知，金屬塊浸沒(méi)在水中的深度不同，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)始終是3.3N不變，說(shuō)明浮力不隨物體浸沒(méi)在水中的深度的改變而改變，即浮力的大小與浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān)；
（2）根據(jù)“實(shí)驗(yàn)2、3”可知，排開(kāi)的液體體積相同，液體的密度不同，浮力的大小不同，說(shuō)明與浮力的大小與液體的密度有關(guān)；
（3）實(shí)驗(yàn)1和實(shí)驗(yàn)4中，金屬塊和石塊的密度不同，但體積相同，則排開(kāi)的液體的體積相同；液體都是水，液體密度又相同；彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化分別為F_金=3.8N-3.3N=0.5N，F(xiàn)_石塊=1.1N-0.6N=0.5N，兩者相等，所以浮力相同．則能說(shuō)明浸沒(méi)在液體中的物體所受的浮力與物體本身的密度無(wú)關(guān)．
故答案為：（1）浸沒(méi)在液體中的物體所受浮力的大小與浸沒(méi)深度無(wú)關(guān)；
（2）浸在液體中的物體所受浮力大小與液體密度有關(guān)；
（3）F_金=3.8N-3.3N=0.5N，F(xiàn)_石塊=1.1N-0.6N=0.5N，所以浸沒(méi)在液體中的物體所受浮力與物體本身的密度無(wú)度．

點(diǎn)評(píng) 此題考查我們的實(shí)驗(yàn)分析能力和控制變量法的了解；
在做探究影響浮力大小的實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們首先要知道影響浮力大小的因素是什么．