Question

18．在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”時，同學們提出了如下的猜想：
A．可能跟物體浸入液體的深度有關(guān)
B．可能跟物體排開液體的體積有關(guān)
C．可能跟液體的密度有關(guān)
D．可能跟物體的密度有關(guān)
為了驗證上述猜想，汪涵同學做了如圖甲所示的實驗：
他在彈簧測力計下端掛一個鐵塊，依次把它緩緩地浸入水中不同位置，在這一過程中：
（1）鐵塊從位置1→2→3的過程中，彈簧測力計的示數(shù)變小，說明鐵塊受到的浮力變大；從位置3→4的過程中，彈簧測力計的示數(shù)不變，說明鐵塊受到的浮力不變．（選填“變大”、“變小”或“不變”）
（2）通過以上實驗可以驗證上述猜想B是正確的．（填上面猜想的字母）
（3）如圖乙所示，把新鮮的雞蛋放在水中會下沉．向水中加鹽并輕輕攪拌，你會發(fā)現(xiàn)雞蛋上浮，這種現(xiàn)象說明了上述猜想C是正確的（填上面猜想的字母）．
（4）如果要想驗證猜想D是否正確，我們該如何設(shè)計實驗來證明此猜想？（要求：器材自選，簡述實驗的主要做法或步驟）

Answer 1

分析 （1）彈簧測力計的示數(shù)是越往下越大的，根據(jù)1→2→3的過程或3→4的過程中彈簧測力計指針位置的變化來判斷彈簧測力計示數(shù)的變化；再根據(jù)稱重法即可判斷鐵塊受到的浮力的變化；
（2）由（1）進一步判斷以上實驗可以驗證的猜想．
（3）向水中加鹽，食鹽溶化后，水的密度增大；雞蛋的體積不變，排開水的體積不變，根據(jù)阿基米德原理可知雞蛋受到的浮力增大，再根據(jù)物體的浮沉條件判斷實驗現(xiàn)象；進一步判斷影響浮力的因素和驗證的猜想；
（4）探究浮力與物體密度的關(guān)系時，要控制排開液體的體積和液體的密度，用密度不同物體分別測出它們受到的浮力大小比較．由此設(shè)計實驗．

解答 解：
（1）由圖可知，鐵塊從位置1→2→3的過程中，排開液體的體積逐漸增大，而彈簧測力計的示數(shù)逐漸變小，根據(jù)F_浮=G-F_拉，說明鐵塊受到的浮力變大；
從位置3→4的過程中，鐵塊都是完全浸沒，排開的液體體積不再變化，只改變其深度，彈簧測力計的示數(shù)不變，說明鐵塊受到的浮力不變．
（2）通過1→2→3的過程可知，物體沒有完全浸入同種液體時，浸入的深度越大即排開液體的體積越大時，物體受到的浮力越大，故可驗證上述猜想B是正確的．
（3）向水中加鹽時，雞蛋排開液體的體積不變，但使液體的密度增大，根據(jù)F_浮=ρ_液v_排g可知雞蛋受到的浮力增大，當F_浮＞G時，雞蛋將上��；
由此可知：當排開液體的體積一定時，液體密度越大，受的浮力越大，故可說明猜想C是正確的．
（4）器材：彈簧測力計、燒杯一個、水、細線，體積相同的銅塊和鐵塊；
實驗步驟：
①分別用彈簧測力計測出銅塊和鐵塊的重力G_銅和G_鐵；  
②將兩金屬塊分別浸沒水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)為F′_銅和F′_鐵；  
③根據(jù)公式F_浮=G-F，分別算出兩金屬塊所受的浮力F_浮（銅）、F_{�。ㄨF）}．
若F_浮（銅）=F_{�。ㄨF）}，則浮力與物體密度無關(guān)；否則，有關(guān)．
故答案為：
（1）變��；變大；不變；不變；
（2）B；
（3）雞蛋上�。籆；
（4）實驗設(shè)計同上．

點評 本實驗中主要通過探究了浮力的大小與哪些因素有關(guān)，操作簡單、現(xiàn)象明顯，實驗中要明確觀察的重點應(yīng)放在觀察物體浸沒的程度、彈簧測力計的示數(shù)變化，并尋找它們之間的變化關(guān)系，最終分析出正確的結(jié)論．利用好控制變量法是關(guān)鍵．