Question

13．阿基米德原理告訴我們：“浸入液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開(kāi)液體受到的重力．”小剛在學(xué)習(xí)了該原理后思考：物體受到浮力的大小難道只跟物體排開(kāi)液體的重力大小有關(guān)系嗎？于是他猜想：物體受到的浮力大小可能還跟物體的密度和浸入液體中的深度有關(guān)．為了驗(yàn)證猜想，他選取了兩塊體積相同和形狀都相同的實(shí)心鐵塊進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)．

（1）如果要驗(yàn)證物體所受的浮力大小是否與物體的密度有關(guān)，小剛應(yīng)選取圖中的A、B、D、E步驟進(jìn)行對(duì)比．小剛已經(jīng)知道銅的密度大于鐵的密度，那么根據(jù)所選擇的幾個(gè)圖中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)可以知道銅塊所受到的浮力等于（選填“大于”、“等于”或“無(wú)關(guān)”）鐵塊所受的浮力，由此得出結(jié)論物體所受的浮力大小與物體密度無(wú)關(guān)．
（2）小剛根據(jù)圖中B、C、D三步進(jìn)行對(duì)比分析，發(fā)現(xiàn)隨著物體浸入液體中深度的增加，物體所受到的浮力在變大，于是他就得出了物體所受浮力的大小跟浸入液體中的深度有關(guān)的結(jié)論．你認(rèn)為小剛的結(jié)論是錯(cuò)誤的（選填“正確”、“錯(cuò)誤”），原因是：沒(méi)有考慮到鐵塊完全浸沒(méi)時(shí)浮力大小的變化．

Answer 1

分析 （1）①浮力的大小與物體排開(kāi)液體的體積和液體的密度有關(guān)，要探究物體所受的浮力大小是否與物體的密度有關(guān)應(yīng)控制其它變量不變，改變物體的密度；
②讀出銅塊和鐵塊的重力、在水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，利用稱(chēng)重法求出受到的浮力，然后比較浮力的大小得出結(jié)論；
（2）探究浮力的大小與液體深度的關(guān)系時(shí)，要控制液體的密度和排開(kāi)液體的體積不變．

解答 解：（1）①要驗(yàn)證物體所受的浮力大小是否與物體的密度有關(guān)，就必須控制除密度以外其他物理量相同，要算出最后的數(shù)據(jù)就得前后對(duì)比，
所以我們選擇A、B、D、E這幾組來(lái)驗(yàn)證，
②由稱(chēng)重法得，F(xiàn)_浮鐵=G₁-F₁=4.0N-3.5N=0.5N，F(xiàn)_浮銅=G-F₂=4.4N-3.9N=0.5N，
則F_浮鐵=F_浮銅，說(shuō)明浮力大小與物體密度無(wú)關(guān)；
（2）而在B、C、D三步的對(duì)比分析中，小剛得出的結(jié)論是不對(duì)的，物體沒(méi)有浸沒(méi)時(shí)，深度變化的同時(shí)，排開(kāi)液體的體積也在變化．所以應(yīng)該將物體完全浸沒(méi)后，再探究浮力與深度是否有關(guān)．
故答案為：
（1）A、B、D、E；等于；物體所受的浮力大小與物體密度無(wú)關(guān)；
（2）錯(cuò)誤；沒(méi)有考慮到鐵塊完全浸沒(méi)時(shí)浮力大小的變化．

點(diǎn)評(píng) 本題目考查了學(xué)生對(duì)浮力的掌握程度，并且考查學(xué)生能否靈活應(yīng)用控制變量法．