(2008?濟(jì)南)通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識了浮力后,小軍和小民班的同學(xué)在老師的引導(dǎo)下,繼續(xù)對“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)探究.

首先,他們對“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”進(jìn)行了猜想,在老師的幫助下將同學(xué)們的猜想歸納如下:
猜想l:浮力的大小可能與物體的質(zhì)量有關(guān);
猜想2:浮力的大小可能與液體的密度有關(guān);
猜想3:浮力的大小可能與物體浸入液體的深度有關(guān);
猜想4:浮力的大小可能與物體浸入液體的體積有關(guān).
(1)小軍所在組的同學(xué)為了驗(yàn)證猜想l和猜想2,選用了體積相同、質(zhì)量不同的三個圓柱形物體A、B、C并測出了它們的重分別為4N、4.5N和5N,然后進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn).
①比較圖中序號為a、b、C的三次實(shí)驗(yàn),得出的結(jié)論是:浮力的大小與
物體的質(zhì)量無關(guān)
物體的質(zhì)量無關(guān)

②比較圖中序號為
a
a
、
d
d
、
e
e
的三次實(shí)驗(yàn)可以得出結(jié)論:浮力的大小與液體的密度有關(guān);液體的密度越大,同一物體受到的浮力也越大.
(2)猜想3是小民所在組的同學(xué)提出的,請你舉出一個生活中的實(shí)例來支持他們的猜想.
在水下提升打撈的物體時,在物體未到達(dá)水面之前時,施加的拉力保持不變
在水下提升打撈的物體時,在物體未到達(dá)水面之前時,施加的拉力保持不變

(3)小民所在組的同學(xué)為了驗(yàn)證猜想3,選用了與小軍所在組相同的圓柱形物體A,進(jìn)行了圖所示的實(shí)驗(yàn),得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表:
物體A:底面積20cm2、高5cm的圓柱體,液體:酒精
實(shí)驗(yàn)序號 l 2 3 4 5
物體浸入液體的深度h/cm l 3 5 7 9
受到的浮力F浮/N 0.2 0.5 0.8 0.8 0.8
分析上表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得到的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:
浮力的大小與物體浸入液體的深度無關(guān),與物體排開液體的體積有關(guān)
浮力的大小與物體浸入液體的深度無關(guān),與物體排開液體的體積有關(guān)
分析:(1)根據(jù)控制變量法分析,
①比較序號為a、b、c的三次實(shí)驗(yàn)的物體所受浮力的大小變化和變化的因素---物體的質(zhì)量之間的關(guān)系;
②根據(jù)得出結(jié)論應(yīng)比較找出其它因素相同,只液體的密度不同的改變?nèi)螌?shí)驗(yàn),即是可以得出那樣結(jié)論的實(shí)驗(yàn);
(2)根據(jù)猜想3舉出一個物體浸入液體的深度不同的生活中的實(shí)例即可.
(3)①比較實(shí)驗(yàn)序號3、4、5三次實(shí)驗(yàn)的物體所受浮力的大小變化和變化的因素---物體浸入液體的深度之間的關(guān)系;
②比較實(shí)驗(yàn)序號1、2、3三次實(shí)驗(yàn)的物體所受浮力的大小變化和變化的因素---物體排開液體的體積之間的關(guān)系.
解答:解:(1)①序號為a、b、c的三次實(shí)驗(yàn)中,物體的體積和浸沒的液體都相同,不同因素是物體的質(zhì)量;由圖可知測力計(jì)的示數(shù)分別為:3N、3.5N、4N,而三個圓柱形物體A、B、C的重分別為4N、4.5N和5N,根據(jù)稱重法,則所受浮力分別為1N、1N、1N,可見浮力相等,于是可得結(jié)論是:浮力的大小與物體的質(zhì)量無關(guān);
②結(jié)論:浮力的大小與液體的密度有關(guān);液體的密度越大,同一物體受到的浮力也越大.根據(jù)控制變量法可知:其實(shí)驗(yàn)應(yīng)該是保持物體的物體的體積、質(zhì)量、浸沒的深度等因素相同,變化的量是液體的密度;則符合要求的實(shí)驗(yàn)是:a、d、e三次實(shí)驗(yàn).
(2)浮力的大小與物體浸入液體的深度之間關(guān)系的例子如:
在水下提升打撈的物體時,在物體未到達(dá)水面之前時,施加的拉力保持不變;則說明浮力的大小與物體浸入液體的深度無關(guān).
(3)分析表格中數(shù)據(jù),確定浮力的變化情況與物體所在深度的關(guān)系.1到3中,排開液體的體積不斷增大,所受浮力也不斷增大,而3到5中,完全浸沒,排開液體的體積不變,深度增大,但浮力不變.所以可以看出浮力的大小與物體浸入液體的深度無關(guān),與物體排開液體的體積有關(guān).
故答案為:(1)物體的質(zhì)量無關(guān);a、d、e;(2)在水下提升打撈的物體時,在物體未到達(dá)水面之前時,施加的拉力保持不變;(3)浮力的大小與物體浸入液體的深度無關(guān),與物體排開液體的體積有關(guān).
點(diǎn)評:本題中稱重法測量浮力和控制變量法的運(yùn)用是本實(shí)驗(yàn)操作和分析的關(guān)鍵;易錯點(diǎn)在于對圖的觀察,找出實(shí)驗(yàn)中控制不變的量是哪些;改變的物理量是哪一個;這是解答本題的難點(diǎn).
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