Question

4．通過實(shí)驗(yàn)認(rèn)識(shí)了浮力后，小軍和小民兩同學(xué)在老師的引導(dǎo)下，對(duì)“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(duì)“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）小軍所在小組的同學(xué)為了驗(yàn)證猜想1和猜想2，選用了體積相同、質(zhì)量不同的三個(gè)圓柱形物體A、B、C，并測(cè)出了它們的重力分別為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(hào)為a、b、c的三次實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論是：浮力的大小與物體質(zhì)量大小無關(guān)（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）．
②比較圖中序號(hào)為a、d、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）小民為了驗(yàn)證猜想3和猜想4，按照?qǐng)D甲所示將一掛在彈簧測(cè)力計(jì)下的圓柱體金屬塊緩慢浸入水中（水足夠深），在圓柱體接觸容器底之前，分別記下圓柱體下表面所處的不同深度和彈簧測(cè)力計(jì)相應(yīng)的示數(shù)，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
H（cm）	0	2	4	6	8	10	12
F（N）	6.75	6.25	5.75	5.25	4.75	4.25	4.25

①分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出物體所受的重力為6.75N，第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)，物體受到的浮力是1.5N；
②分析表中第l列到第5列數(shù)據(jù)，說明彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)隨深度的增大而減�。ㄟx填“增大”、“減小”或“不變”）
③分析表中第6列到第7列數(shù)據(jù)，說明浮力的大小跟物體浸入液體的深度無關(guān)（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）
④圖乙中能正確反映彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F和圓柱體下表面到水面距離h關(guān)系的圖象是B．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)控制變量法分析，
①比較序號(hào)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，得出浮力物體的質(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)�次�?shí)驗(yàn)，即是可以得出那樣結(jié)論的實(shí)驗(yàn)；
（2）①由表中第1次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知物體重力；由F_浮=G-F計(jì)算第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)物體受到的浮力；
②由表格第l列到第5列數(shù)據(jù)得出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)隨深度的變化情況；
③分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，看物體浸沒在水中時(shí)，物體受到的浮力與深度的關(guān)系，然后得出結(jié)論；
④由表格中1～5列和6～7彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)分析可得．

解答 解：
（1）①序號(hào)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(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為：3N、3.5N、4N，而三個(gè)圓柱形物體A、B、C的重分別為4N、4.5N和5N，根據(jù)稱重法F_浮=G-F，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：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）①由表中第1次數(shù)據(jù)，圓柱體金屬塊浸入深度為0，所以G=F₁=6.75N；
由F_浮=G-F，第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)物體受到的浮力F_浮4=G-F₄=6.75N-5.25N=1.5N；
②由表格1～5列數(shù)據(jù)可知：彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)隨深度的增大而減��；
物體浸入水中時(shí)，物體受到的浮力F_浮=G-F，由表中第1列到第5列數(shù)據(jù)可知，物體浸入水中的深度h越大，彈簧測(cè)力示數(shù)F越小，物體受到的浮力越大，由此可見：物體未浸沒時(shí)，物體浸入的越深，受到的浮力越大；
③由表中第6列和第7列數(shù)據(jù)可知，物體浸沒在水中后，隨物體浸入深度的變化，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變，物體受到的浮力不變，由此可見：物體浸沒后，物體受到的浮力與深度無關(guān)；
④由1～5可知隨著圓柱體浸入深度增加，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不斷減小，由6～7列可知圓柱浸沒后，深度增加，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變．由圖象可知B正確．
故答案為：
（1）①無關(guān)；②a、d、e；（2）①6.75；1.5；②減��；③無關(guān)； ④B．

點(diǎn)評(píng) 本題中稱重法測(cè)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，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(gè)．