Question

7．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)的液體受到的重力”．小明在學(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)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，他選取了兩塊實(shí)心的且體積和形狀都相同的銅塊和鐵塊進(jìn)行了如圖的實(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)，小明應(yīng)該選取圖中的A、B、D和E（選填“C”或“E”）四個(gè)步驟進(jìn)行對(duì)比．小明已經(jīng)知道銅的密度大于鐵的密度，那么根據(jù)他所選擇的幾個(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“小于”）鐵塊所受到的浮力．由此得出物體所受的浮力大小與物體的密度無(wú)關(guān)（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）．
（2）小明根據(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)為小明的結(jié)論是錯(cuò)誤的（選填“正確”或“錯(cuò)誤”），原因是：沒(méi)有控制物體排開(kāi)液體的體積不變．

Answer 1

分析 （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)，要控制液體密度，物體的體積相同，由彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不同，據(jù)此得到探究問(wèn)題和實(shí)驗(yàn)結(jié)論；
（2）要探究浮力大小與物體浸入深度的關(guān)系，需要保持液體密度和物體排開(kāi)液體體積相同，比較彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)是否相同．

解答 解：（1）由A圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，則銅塊的重G=4.4N，由B圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，則鐵塊的重G=4N，
由圖E可知，銅塊浸沒(méi)在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F′=3.9N，由圖D可知，鐵塊浸沒(méi)在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F=3.5N，
則此時(shí)銅塊受到的浮力F_浮=G-F′=4.4N-3.9N=0.5N，鐵塊受到的浮力F′_浮=G-F=4.0N-3.5N=0.5N，所受浮力大小相等，與物體本身密度無(wú)關(guān)；
（2）要驗(yàn)證浮力的大小跟液體深度的關(guān)系，由控制變量法可知，應(yīng)控制液體的密度、排開(kāi)液體的體積不變，根據(jù)圖B、C、D三步可知，小明沒(méi)有控制物體排開(kāi)液體的體積不變，故是錯(cuò)誤的．
故答案為：（1）E、等于、無(wú)關(guān)；（2）錯(cuò)誤、沒(méi)有控制物體排開(kāi)液體的體積不變．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查物體所受的浮力大小跟物體的密度和浸入液體中的深度有關(guān)，解答的關(guān)鍵是要利用好稱重法和控制變量法．