Question

如圖所示是小明在學習浮力時，在課上做的幾個探究性實驗的主要操作情景．請問：

（1）圖甲的兩個對比性實驗，是為了探究浮力的大小與

排開液體體積

是否有關．
（2）從圖乙的兩個對比性實驗中，你能得到的結論是

物體受到的浮力與浸入液體的深度無關

．
（3）圖丙是小明為了探究部分浸入液體中的物體受到的浮力大小是否符合阿基米德原理的結論而進行的幾次實驗，他每次操作的目的均用文字寫在了操作圖的下方．根據圖示情況分析，小明的操作是否恰當，為什么？

Answer 1

分析：（1）甲圖中，浸入液體中的物體受到三個力的作用：重力、拉力、浮力．隨物體浸入液體體積的增大，彈簧測力計示數減小．
（2）乙圖中，兩物體都浸沒液體中，且浸入深度不同，測力計示數相同．
（3）操作是否正確，從能否完成實驗，實驗結論是否正確、客觀，是否存在明顯錯誤和步驟是否必要等方面考慮．

解答：解：
（1）甲圖中，物體浸入液體部分越多，彈簧測力計示數越小，由公式F_浮=G-G′得：彈簧秤的示數減小，物體受到的浮力增大，所以甲圖研究的是浮力的大小與排開液體的體積是否有關．
（2）這是研究浮力的大小與浸入深度之間的關系，其結論是浮力的大小與浸入深度無關．
（3）圖丙中的操作不恰當，因為要研究部分浸入液體中的物體受到的浮力大小是否符合阿基米德原理，需要測物體的重力G，部分浸入水中時測力計拉力F，桶重G'和桶和排開液體的總重G_總，在第一步中鋁柱部分浸入水中彈簧測力計的拉力F調到第三步，最后將G-F和G_總-G′進行對比．
故答案為：
（1）排開液體體積；
（2）物體受到的浮力與浸入液體的深度無關；
（3）不恰當；在第一步記錄鋁柱浸入水中彈簧測力計的拉力不合適．

點評：探究浮力的大小與哪些因素有關的實驗，是力學中的一個重要實驗，這個實驗的探究過程突出反映了物理分析、研究問題的方法．