【題目】某同學用如圖1所示的實驗裝置探究“浮力的大小與物體排開液體的體積的關(guān)系”,實驗中物體排開液體的體積可由物體上的刻度線顯示出來,小剛通過實驗得到了表一中的實驗數(shù)據(jù)。

表一

實驗次數(shù)

酒精的密度ρ/(kg/m3)

物體排開液體的體積V/m3

物體的重力G/N

測力計的示數(shù)F/N

浮力F/N

1

0. 8×103

40

2

1.7

0.3

2

50

2

1.6

0.4

3

60

2

1.5

0.5

(1)分析表一中的實驗數(shù)據(jù),小剛得出的實驗結(jié)論是_____________________________。

(2)小剛和小強進行交流時發(fā)現(xiàn),小強雖然和自己得出了相同的實驗結(jié)論,但實驗中使用的液體和記錄的實驗數(shù)據(jù)并不完全一樣。表二為小強記錄的實驗數(shù)據(jù)。

表二

實驗次數(shù)

水的密度ρ/kg/m3

物體排開液體

的體積V/m3

物體的重力

G/N

測力計的示數(shù)F/N

浮力F/N

1

1×103

40

2

1.6

0.4

2

50

2

1.5

0.5

3

60

2

1.4

0.6

他們在對兩人的實驗數(shù)據(jù)進行綜合分析后,發(fā)現(xiàn):浮力的大小除了與排開液體的體積有關(guān)外,還與__有關(guān)。

(3)在對比兩人的數(shù)據(jù)時他們還發(fā)現(xiàn),即使在不同液體中,物體也能受到一樣大的浮力。而且浮力大小相等時,酒精的密度小,排開酒精的體積就大;水的密度大,排開水的體積就小。受此啟發(fā),小強提出了關(guān)于浮力大小的一個新的猜想:浮力的大小可能跟________相等。

(4)于是,兩人用如圖2所示裝置進行了多次實驗,發(fā)現(xiàn)每次使用由彈簧測力計的四個示數(shù)F1、F2F3、F4之間都滿足關(guān)系式________,由此驗證了小強新的猜想是正確的。實驗后發(fā)現(xiàn)他們得到的實驗結(jié)論和阿基米德原理是一致的。

(5)阿基米德原理作為浮力的普遍規(guī)律,表一、表二中的實驗數(shù)據(jù)都應符合這一實驗結(jié)論。小剛卻發(fā)現(xiàn)表一、表二中1、3兩次數(shù)據(jù)與這一實驗結(jié)論并不相符。他與小強仔細分析后認為,這是由于實驗中測量存在誤差引起的。請寫出一個引起測量誤差的具體原因:_______________________。

【答案】1)在同一種液體中,物體排開液體的體積越大,受到的浮力越大

2)液體的密度 (3)物體排開液體的重力的大小 (4F1F3F4F2

5)參考答案:彈簧測力計估讀造成的誤差由刻度線顯示排開液體的體積造成的誤差

【解析】

試題(1)浮力的大小與液體的密度和物體排開液體的體積有關(guān),在實驗探究過程中運用的物理方法是控制變量法,分析表一中的實驗數(shù)據(jù)可得:在同一種液體中,物體排開液體的體積越大,受到的浮力越大。(2)比較表一和表二可知,在排開液體的體積相同時,所受浮力大小不同是由于液體的密度不同造成的;(3)在本題中,題中給出了一定量的信息,要求我們根據(jù)所給信息,結(jié)合我們所掌握的物理知識提出合理的猜想,由題意知浮力的大小可能跟物體排開液體的重力的大小相等;(4)由圖13可知:甲圖中的F1為物體的重力,丙圖中的F3為物體浸入液體中時彈簧的拉力,由稱重法測浮力知:F=F1F3;圖乙中F2為空桶的重力,圖丁中F4為桶和排出水的總重力,由阿基米德原理可知F=F4F2,所以F1F3F4F2,(5)在實驗探究過程中,測量總存在誤差,由題意知本實驗的誤差可能是彈簧測力計估讀造成的誤差由刻度線顯示排開液體的體積造成的誤差等。

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