Question

11．某班同學在探究“浮力大小與哪些因素有關”的實驗中，同學們提出了如下猜想：
猜想一：浮力大小與液體密度有關
猜想二：浮力大小與物體所受的重力有關
猜想三：浮力大小與物體浸入液體的體積有關
為了驗證猜想，老師提供如下器材：彈簧測力計、燒杯、足量的水、足量的鹽水、足量的酒精、密度大于鹽水的同種材料制成的塑料塊3個（體積分別為50cm³、60cm³和70cm³）、細線若干．
請你幫同學們完成下列任務：
（1）寫出探究“猜想二”的實驗方案；
（2）設計出探究“猜想一”的記錄數(shù)據(jù)表格．

Answer 1

分析 （1）浮力的大小可能與液體的密度有關、可能與物體的重力有關、可能與物體浸入液體中的體積有關，實驗探究時必須采用控制變量法，即研究與其中一個因素的關系時，控制其它因素一定．
（2）根據(jù)稱重法可知，物體所受浮力的大小等于物體本身的重力減去浸入液體時彈簧測力計的示數(shù)．
（3）根據(jù)需要測量的物理量，設計出記錄數(shù)據(jù)的表格．

解答 解：（1）猜想二：浮力大小與物體所受的重力有關；
要探究猜想二，需要控制液體密度相同（如都用水做實驗）、物體浸入液體的體積相同，而物體所受的重力不同，即用3個體積不同的塑料塊做實驗，分別測量它們所受的浮力，測量浮力大小時需用稱重法；
如何控制物體浸入液體的體積相同是設計該實驗的關鍵和難點，由于3個塑料塊的體積不同，故不能把塑料塊浸沒在液體中；因為物體浸入液體中會使得液面升高，所以可借助液面升高相同的高度來控制物體浸入液體的體積相同；實驗器材中有細線，可用細線來作標記，每次實驗時液面都上升到標記處，再讀出此時彈簧測力計的示數(shù)．
器材：彈簧測力計、三個體積分別為50cm³、60cm³和70cm³的塑料塊、燒杯、水、細線若干；
所以，實驗方案如下：
①將體積分別為50cm³、60cm³和70cm³的塑料塊分別掛在彈簧測力計下，記下彈簧測力計的示數(shù)分別為G₁、G₂、G₃；
②用燒杯取適量的水，并在水面上方適當?shù)奈恢糜眉毦�做好標記，將掛在彈簧測力計下的塑料塊分別浸入水中，讀出水面上升到標記時彈簧測力計的示數(shù)分別為F₁、F₂、F₃；
③利用F_浮=G-F求出每次浮力的大小，分析數(shù)據(jù)得出結論．
（2）猜想一：浮力大小與液體密度有關
要探究猜想一，需要控制物體浸入液體的體積相同、物體所受的重力相同（即用同一塑料塊做實驗），而液體的密度不同（用不同液體做實驗），分別測量該塑料塊所受的浮力，測量浮力大小時需用稱重法；
故需要記錄的數(shù)據(jù)有：物體浸入液體的體積、物體所受的重力、液體的密度、塑料塊的重力、彈簧測力計的示數(shù)和浮力，實驗次數(shù)至少3次；據(jù)此得到探究“猜想一”的記錄數(shù)據(jù)表格；
                                                利用同一塑料塊做實驗

次數(shù)	物體浸入液體的體積V排/m3	液體的密度ρ/（kg•m-3）	塑料塊的重力G/N	彈簧測力計的示數(shù)F/N	浮力 F浮/N
1	相同
2	相同
3	相同

故答案為：（1）“猜想二”的實驗方案，見上面解答過程；
（2）探究“猜想一”的記錄數(shù)據(jù)表格，見上面解答過程．

點評 本題通過給出的一些實驗器材和要求，考查了學生根據(jù)實驗原理和實驗器材設計實驗方案和數(shù)據(jù)記錄表格的能力，在設計實驗過程中特別要注意控制變量法的運用，這是解題的關鍵．