Question

1．在探究“浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，某小組同學(xué)用如圖所示的裝置，將同一物體分別逐漸浸入到水和酒精中，為了便于操作和準(zhǔn)確收集數(shù)據(jù)，用升降臺(tái)調(diào)節(jié)溢水杯的高度來控制物體排開液體的體積．
他們觀察并記錄了彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)及排開液體的體積．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在下表中．

液體種類	實(shí)驗(yàn)序號(hào)	物體重力 G物（N）	彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F（N）	物體受到浮力F浮（N）	排開液體體積V排（cm3）
水 ρ水=1.0g/cm3	1	2	1.5	？	50
	2		1.0	1.0	100
	3		0.5	1.5	150
酒精 ρ酒精=0.8g/cm3	4	2	1.6	0.4	50
	5		1.2	0.8	100
	6		0.8	1.2	150

（1）分析表中數(shù)據(jù)，第一次實(shí)驗(yàn)中物體所受的浮力F_浮=0.5N．
（2）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2和3（或4、5和6）可初步得出結(jié)論：當(dāng)液體的種類相同時(shí)，排開液體的體積越大，浸在液體中的物體受到的浮力越大；分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、4（或2、5或3、6）可初步得出結(jié)論：當(dāng)排開液體的體積相同時(shí)，液體的密度越大，浸在液體中的物體受到的浮力越大．
（3）請(qǐng)你計(jì)算出第一次實(shí)驗(yàn)中物體排開水受到的重力G_排=0.5N．通過比較每次實(shí)驗(yàn)中物體受到的浮力和它排開液體的重力的關(guān)系，還可以驗(yàn)證阿基米德原理．
（4）實(shí)驗(yàn)中細(xì)心的小明同學(xué)觀察到將同一個(gè)物體浸沒在密度越大的液體中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)越�。�于是他靈機(jī)一動(dòng)在彈簧測(cè)力計(jì)下掛一個(gè)重1.5N的物塊，如圖甲所示．當(dāng)他把物塊浸沒在水中時(shí)，如圖乙所示，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)為0.5N，他就在0.5N處對(duì)應(yīng)標(biāo)上1.0g/cm³的字樣；當(dāng)他把物塊浸沒在酒精中時(shí)，如圖丙所示，應(yīng)該在彈簧測(cè)力計(jì)刻度盤的0.7N處對(duì)應(yīng)標(biāo)上0.8g/cm³字樣，聰明的他就將圖甲所示裝置改裝成了一個(gè)能測(cè)液體密度的密度秤．

Answer 1

分析 （1）由表格數(shù)據(jù)要直接讀出物體重力，利用稱重法可算出物體浸沒在水中時(shí)受到的浮力；
（2）浮力的大小與物體排開液體的體積和液體的密度有關(guān)，所以探究浮力大小的因素實(shí)驗(yàn)中要采用控制變量法．
由實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2和3（或4、5和6）找出相同的量和不同的量，分析比較得出結(jié)論；
運(yùn)用控制變量法，探究浮力與液體密度關(guān)系時(shí)應(yīng)控制排開液體的體積相同，由此選擇合適的實(shí)驗(yàn)序號(hào)進(jìn)行探究；
（3）根據(jù)G=mg=ρVg計(jì)算物體排開水的重力．比較F_浮與G_排的關(guān)系還可以驗(yàn)證阿基米德原理；
（4）根據(jù)阿基米德原理可知同一個(gè)物體浸沒在密度越大的液體中所受的浮力越大，根據(jù)稱重法可知彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的變化；根據(jù)阿基米德原理求出，物體在酒精中受到的浮力，根據(jù)稱重法求出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為此時(shí)在彈簧測(cè)力計(jì)刻度盤的位置．

解答 解：
（1）由表格數(shù)據(jù)可知，第一次實(shí)驗(yàn)中，物體重力G_物=2N；
根據(jù)稱量法測(cè)浮力，第一次實(shí)驗(yàn)中物體所受的浮力F_浮=G_物-F₁=2N-1.5N=0.5N．
（2）在實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、2和3（或4、5和6）中，液體密度相同，排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大．
運(yùn)用控制變量法，探究浮力與液體密度關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制排開液體的體積相同，改變液體密度，由表格數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選擇1、4（或2、5或3、6）進(jìn)行探究．
（3）由表格數(shù)據(jù)可知中，第一次實(shí)驗(yàn)中物體排開水的體積為50cm³，
所以物體排開水的重力：G_排=m_排g=ρV_排g=1.0×10³kg/m³×50×10^-6m³×10N/kg=0.5N，
因?yàn)镕_浮=G_排=0.5N，所以可以驗(yàn)證阿基米德原理．
（4）根據(jù)F_浮=ρgV_排可知，物體浸沒時(shí)排開水的體積和本身的體積相等，所以將同一個(gè)物體浸沒在密度越大的液體中時(shí)受到的浮力變大，根據(jù)F_浮=G-F′可知彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)越小；
當(dāng)他把物塊浸沒在水中時(shí)，受到的浮力：F_浮水=G-F′=1.5N-0.5N=1N，
根據(jù)阿基米德原理得：1N=ρ_水gV_排-----①
當(dāng)他把物塊浸沒在酒精中時(shí)，受到的浮力：F_浮酒=ρ_酒gV_排=0.8ρ_水gV_排----②
因兩者排開液體的體積相等，
所以，由①②兩式相比可得：F_浮酒=0.8N，
此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)：F_示′=G-F_浮酒=1.5N-0.8N=0.7N，即應(yīng)在彈簧測(cè)力計(jì)的0.7N處標(biāo)上0.8g/cm³．
故答案為：
（1）0.5；（2）大；1、4（2、5或3、6）；（3）0.5；阿基米德；（4）小；0.7．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查學(xué)生控制變量法的應(yīng)用和圖象的分析能力．探究浮力的大小是否與液體密度的關(guān)系要保證物體排開液體體積一定；要探究浮力的大小與物體排開液體體積的關(guān)系要保證液體的密度一定．