Question

5．小強同學用一個彈簧測力計、一個圓柱體金屬塊、兩個相同的燒杯（分別裝有一定量的水和未知液體），對浸在液體中的物體所受的浮力進行了探究．下圖表示探究過程及有關數(shù)據(jù)．

（1）在第②步中圓柱體金屬塊所受浮力F_浮=1N
（2）分析②③④，說明浮力大小跟物體排開液體的體積有關；分析第①④⑤步，說明浮力大小跟液體密度有關．
（3）聰明的小強還計算出了未知液體的密度為800kg/m³
（4）小強邊做邊思考，覺得浮力可能跟物體的重力有關．于是小強利用上面實驗中的器材，同時又找來了體積相同的實心鐵塊和鋁塊，設計了實驗進行探究，實驗過程如下，請你幫他把實驗步驟補充完整．
①用彈簧測力計分別測出鐵塊和鋁塊的重力為G₁、G₂；
②用彈簧測力計分別拉著鐵塊和鋁塊浸沒到水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)分別為F₁、F₂；
③實驗結束后，小強認真分析了數(shù)據(jù)，如果G₁-F₁=G₂-F₂，則可證明浮力與物體的重力無關；
④小強結束了自己的實驗探究，就馬上得出了自己認為具有普遍意義的結論．請你分析小強的實驗設計的不足之處沒有進行多次實驗．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)稱重法，利用①②兩次的示數(shù)之差可求出浮力的大小；
（2）探究浮力大小跟物體排開液體的體積時應控制液體密度不變；根據(jù)①④⑤中的相同點和不同點分析；
（3）根據(jù)銅浸沒在水中受到的浮力與浸沒在鹽水中受到的浮力的大小關系，由于排開的液體體積相同，根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排可得鹽水的密度．
（4）研究浮力與重力的大小關系，要控制排開液體的體積和密度不變，改變物體的重力大小，根據(jù)稱重法求浮力大�。灰粋�探究實驗應改變實驗條件進行多次探究，這樣才能避免偶然性，得出具有普遍性的結論．

解答 解：
（1）由①②兩次實驗的彈簧測力計示數(shù)可得，物體所受的浮力：F_浮=10N-9N=1N；
（2）分析②、③、④三步可以看出液體的密度相同，物體排開液體的體積不同，彈簧測力計的示數(shù)不同，所以說明浮力大小跟物體排開液體的體積有關．
分析①④⑤步的實驗可知，物體排開液體的體積相同而液體密度不同，浮力不同，故探究的是浮力與液體密度的關系；
（3）據(jù)圖①和圖④可得，金屬塊浸沒在水中受到的浮力F_浮1=10N-7N=3N；
據(jù)圖①和圖⑤可得金屬塊浸沒在液體中受到的浮力F_浮2=10N-7.6N=2.4N；
金屬塊在液體中受到的浮力是金屬塊在水中受到浮力的0.8倍，而圖④和⑤中V_排相同，由F_浮=ρ_液gV_排可知，則液體的密度是水的密度的0.8倍，所以該液體的密度ρ_液體=0.8×10³kg/m³．
（4）①②用彈簧測力計分別測出鐵塊和鋁塊的重力為G₁、G₂；用彈簧測力計分別拉著鐵塊和鋁塊浸沒到水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)分別為F₁、F₂；
③實驗結束后，小強認真分析了數(shù)據(jù)，若G₁-F₁=G₂-F₂，即體積相同的鐵塊和鋁塊浸沒在水中受到的浮力是相等的，由此可知，浮力與物體的重力無關；
④分析小強的實驗探究過程可以看出，他只用了一種液體，測量了一組數(shù)據(jù)，所以結論不具普遍性．
故答案為：（1）1；（2）②③④、液體密度；（3）800；（4）②浸沒到水中；  ③G₁-F₁=G₂-F₂；④沒有進行多次實驗．

點評 本題考“探究浮力的大小跟哪些因素有關”，涉及稱重法、對實驗現(xiàn)象的分析等，并滲透了控制變量法、歸納法的考查，綜合性較強．