Question

15．浮力實驗二則：
實驗一：
在探究“浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，某個小組同學(xué)用如圖1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力計的示數(shù)及排開液體的體積．實驗數(shù)據(jù)記錄在表中．（ρ_酒精=0.8g/cm³）

液體種類	實驗序號	物重G重（N）	彈簧測力計示數(shù)F（N）	物體受到浮力F浮（N）	排開液體體積V排（cm3）
水	1	2	1.5		50
	2		1.0	1.0	100
	3		0.5	1.5	150
酒精	4	2	1.6	0.4	50
	5		1.2	0.8	100
	6		0.8	1.2	150

（1）請根據(jù)表中數(shù)據(jù)，分析出第一次實驗中物體所受的浮力F_浮=0.5N．
（2）分析比較實驗序號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，排開液體的體積越大，浸在液體中的物體受到的浮力越大；分析比較實驗序號1和4（或2和5或3和6）可初步得出結(jié)論：當(dāng)排開液體的體積相同時，液體的密度越大，浸在液體中物體受到的浮力越大．
（3）本實驗在探究“浮力的大小與哪些因素”有關(guān)時，選用了不同液體并進(jìn)行了多次實驗，其目的是為了A（選填字母序號A：尋找普遍規(guī)律；B．取平均值減小誤差）．
（4）實驗中觀察到：將同一個物體浸沒在密度越大的液體中時，彈簧測力計的示數(shù)越小．
實驗二：
小華在物理實驗操作測評中抽測的實驗題目是“探究浮力與排開液體重力的關(guān)系”．他用到了溢水杯、水、彈簧測力計、鐵塊、小桶、細(xì)線等器材，所進(jìn)行的操作步驟如圖2：
A．測出鐵塊所受重力G
B．測出空桶所受重力G₁
C．將水倒入溢水杯中
D．把掛在彈簧測力計下的鐵塊浸沒在水中，讓溢出的水全部流入小桶中，讀出測力計示數(shù)F
E．測出小桶和被排開水的總重G₂
F．記錄分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)實驗結(jié)論，整理器材
（1）請分析評估上述實驗，指出他操作步驟中的一處錯誤：
錯誤：將水倒入溢水杯中
改正：將溢水杯倒?jié)M水
（2）請寫出利用測量數(shù)據(jù)驗證阿基米德原理的過程．（測量數(shù)據(jù)用圖中物理符號表示）比較物體受到的浮力大小F_浮=G-F與物體排開水的重力G_排=G₂-G₁的大小，若相等，則說明
浸在液體中的物體受到的浮力大小等于物體排開液體的重力．

Answer 1

分析 實驗一：（1）利用稱重法可算出物體浸在水中時受到的浮力；
（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)．在研究浮力大小與哪些因素有關(guān)時，應(yīng)找出不變的量和變化的量，得出浮力大小與變化量之間的關(guān)系的；
（3）選用了不同液體并進(jìn)行了多次實驗，其目的是為了避免實驗的偶然性，得出具有普遍性的結(jié)論；
（4）根據(jù)稱重法，結(jié)合表中數(shù)據(jù)分析得出結(jié)論．
實驗二：（1）沒有強調(diào)將溢水杯倒?jié)M水；
（2）利用稱重法，如果物體受到的浮力等于排開水的重力即可驗證阿基米德原理．

解答 解：實驗一：
（1）根據(jù)稱量法測浮力，第一次實驗中物體所受的浮力F_浮=G-F₁=2N-1.5N=0.5N．
（2）實驗1、2和3（或4、5和6）物體排開液體的種類不變，比較出實驗序號1、2和3（或4、5和6）中物體受到的浮力大小，結(jié)合表中體積變化，得出：液體的種類相時同時，物體排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大；
探究浮力與液體密度關(guān)系時，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）在探究“浮力的大小與哪些因素”有關(guān)時，選用了不同液體并進(jìn)行了多次實驗的目的是減小偶然性，使實驗得出的實驗規(guī)律更具有普遍性，所以本實驗的目的是尋找普遍規(guī)律．
（4）由實驗3、6可知，將同一個物體浸沒在密度越大的液體中時，彈簧測力計的示數(shù)越��；
實驗二：
（1）實驗先后順序正確，但C、將水倒入溢水杯中，沒有強調(diào)倒?jié)M，否則排開水的重力大于溢出水的重力，因此是錯誤的，應(yīng)改為：將溢水杯倒?jié)M水；
（2）鐵塊受到的浮力F_浮=G-F，物體排開水的重力G_排=G₂-G₁的，比較F_浮與G_排的大小，若相等，則說明
浸在液體中的物體受到的浮力大小等于物體排開液體的重力．
故答案為：
實驗一：（1）0.5；（2）大；1和4（或2和5或3和6）；（3）A；（4）�。�
實驗二：（1）將水倒入溢水杯中；將溢水杯倒?jié)M水；
（2）比較物體受到的浮力大小F_浮=G-F與物體排開水的重力G_排=G₂-G₁的大小，若相等，則說明浸在液體中的物體受到的浮力大小等于物體排開液體的重力．

點評 本題探究“浮力大小與哪些因素有關(guān)”和“浮力與排開液體重力的關(guān)系”，主要涉及控制變量法和歸納法的運用，考查了學(xué)生用測量數(shù)據(jù)驗證原理過程的能力．