Question

10．探究浮力的大小與什么因素有關(guān)？
【提出問題】：小華在洗澡時(shí)發(fā)現(xiàn)：當(dāng)人走進(jìn)浴盆中時(shí)，浴盆中的水面上升了，并且感覺到浮力也增大了，于是提出問題：物體受到的浮力和排開液體的重力之間有什么關(guān)系？
【猜想】物體排開液體的重力越大，受到的浮力越大
【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體的重力和浸入水中后的“視重”，從而求出浮力的大��；用小桶承接物體排開的水，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量小桶重力以及桶與排開水的總量，求出排開水的重力，通過比較確定兩者的關(guān)系．
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】

（1）取一鐵塊，把它掛在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上，如圖甲所示．當(dāng)鐵塊浸入水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)減小，因?yàn)槭艿礁×Φ淖饔茫�在鐵塊浸入水中前后，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)減小量為F，則鐵塊受到的浮力為F；
（2）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量空小桶的重力為F₂，如圖丙；
（3）在溢水杯中倒入水，將鐵塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，使鐵塊浸入水中，并用小桶承接溢水杯中流出的水，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)是F₃，如圖如丁；
（4）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量水和小桶的總重力，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F₄，如圖戊．
小華通過比較F與F₄-F₂的大小，得到浮力與排開液體重力的關(guān)系．
【分析與論證】在上述實(shí)驗(yàn)中，小華的操作有兩處錯(cuò)誤，請(qǐng)指出來，并說明正確的方法：
錯(cuò)誤一：步驟（3）中沒有指出溢水杯中倒?jié)M水；
改正方法：在溢水杯中倒?jié)M水；
錯(cuò)誤二：步驟（4）中比較F與F₄-F₂的大小不正確，因?yàn)镕不是鐵塊完全浸沒時(shí)受到的浮力；
改正方法：通過比較F₃-F和與F₄-F₂的大小，得到浮力與排開液體重力的關(guān)系．
改正錯(cuò)誤后，小明通過比較得到：物體在液體中受到豎直向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體受到的重力．

Answer 1

分析 物體浸入水中后，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)減小，是因?yàn)槭艿搅烁×Φ淖饔茫瑥椈蓽y(cè)力計(jì)示數(shù)的減小量，就是物體所受到的浮力．
在實(shí)驗(yàn)過程中，應(yīng)使溢水杯中裝滿水．在分析實(shí)驗(yàn)結(jié)論時(shí)，應(yīng)比較物體所受浮力與排開水的重力的關(guān)系，即比較F₃-F₁和F₄-F₂的大小關(guān)系．

解答 解：【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】如圖甲所示．當(dāng)鐵塊浸入水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)減小，這是因?yàn)槭艿礁×Φ淖饔茫?br />在鐵塊浸入水中前后，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)減小量為F，則鐵塊受到的浮力為F；
【分析與論證】
在實(shí)驗(yàn)操作過程中的錯(cuò)誤有：一是步驟（3）中沒有指出溢水杯中倒?jié)M水，這樣會(huì)造成所測(cè)的排開的水的重力偏��；
二是步驟（4）中不應(yīng)該比較F與F₄-F₂的大小，因?yàn)镕不是鐵塊完全浸沒時(shí)受到的浮力，應(yīng)該比較F₃-F₁和F₄-F₂的大小關(guān)系．
故答案為：【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】受到浮力的作用；F；
【分析與論證】錯(cuò)誤一：步驟（3）中沒有指出溢水杯中倒?jié)M水；改正方法：在溢水杯中倒?jié)M水；
錯(cuò)誤二：步驟（4）中比較F與F₄-F₂的大小不正確，因?yàn)镕不是鐵塊完全浸沒時(shí)受到的浮力；改正方法：通過比較F₃-F和與F₄-F₂的大小，得到浮力與排開液體重力的關(guān)系．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了浮力大小的探究實(shí)驗(yàn)，知道在測(cè)量的過程中，如何正確安排實(shí)驗(yàn)步驟，對(duì)物體的浮力和排開水的重力進(jìn)行比較，是我們應(yīng)該重點(diǎn)掌握的實(shí)驗(yàn)之一．