Question

18．在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”時(shí)，同學(xué)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(kāi)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(yàn)證上述猜想，汪涵同學(xué)做了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)：
他在彈簧測(cè)力計(jì)下端掛一個(gè)鐵塊，依次把它緩緩地浸入水中不同位置，在這一過(guò)程中：
（1）鐵塊從位置1→2→3的過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變小，說(shuō)明鐵塊受到的浮力變大；從位置3→4的過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變，說(shuō)明鐵塊受到的浮力不變．（選填“變大”、“變小”或“不變”）
（2）通過(guò)以上實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)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(huì)下沉．向水中加鹽并輕輕攪拌，你會(huì)發(fā)現(xiàn)雞蛋上浮，這種現(xiàn)象說(shuō)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(yàn)證猜想D是否正確，我們?cè)撊绾卧O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)證明此猜想？（要求：器材自選，簡(jiǎn)述實(shí)驗(yàn)的主要做法或步驟）

Answer 1

分析 （1）彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是越往下越大的，根據(jù)1→2→3的過(guò)程或3→4的過(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)指針位置的變化來(lái)判斷彈簧測(cè)力計(jì)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(jìn)一步判斷以上實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)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(kāi)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(shí)驗(yàn)現(xiàn)象；進(jìn)一步判斷影響浮力的因素和驗(yàn)證的猜想；
（4）探究浮力與物體密度的關(guān)系時(shí)，要控制排開(kāi)液體的體積和液體的密度，用密度不同物體分別測(cè)出它們受到的浮力大小比較．由此設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．

解答 解：
（1）由圖可知，鐵塊從位置1→2→3的過(guò)程中，排開(kāi)液體的體積逐漸增大，而彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)逐漸變小，根據(jù)F_浮=G-F_拉，說(shuō)明鐵塊受到的浮力變大；
從位置3→4的過(guò)程中，鐵塊都是完全浸沒(méi)，排開(kāi)的液體體積不再變化，只改變其深度，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變，說(shuō)明鐵塊受到的浮力不變．
（2）通過(guò)1→2→3的過(guò)程可知，物體沒(méi)有完全浸入同種液體時(shí)，浸入的深度越大即排開(kāi)液體的體積越大時(shí)，物體受到的浮力越大，故可驗(yàn)證上述猜想B是正確的．
（3）向水中加鹽時(shí)，雞蛋排開(kāi)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(dāng)F_浮＞G時(shí)，雞蛋將上��；
由此可知：當(dāng)排開(kāi)液體的體積一定時(shí)，液體密度越大，受的浮力越大，故可說(shuō)明猜想C是正確的．
（4）器材：彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯一個(gè)、水、細(xì)線，體積相同的銅塊和鐵塊；
實(shí)驗(yàn)步驟：
①分別用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出銅塊和鐵塊的重力G_銅和G_鐵；  
②將兩金屬塊分別浸沒(méi)水中，讀出彈簧測(cè)力計(jì)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_{�。ㄣ~）}=F_{�。ㄨF）}，則浮力與物體密度無(wú)關(guān)；否則，有關(guān)．
故答案為：
（1）變�。蛔兇�；不變；不變；
（2）B；
（3）雞蛋上浮；C；
（4）實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)同上．

點(diǎn)評(píng) 本實(shí)驗(yàn)中主要通過(guò)探究了浮力的大小與哪些因素有關(guān)，操作簡(jiǎn)單、現(xiàn)象明顯，實(shí)驗(yàn)中要明確觀察的重點(diǎn)應(yīng)放在觀察物體浸沒(méi)的程度、彈簧測(cè)力計(jì)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．