Question

1．在探究“浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，某小組同學(xué)用如圖所示的裝置，將同一物體分別逐漸浸入到水和酒精中，為了便于操作和準(zhǔn)確收集數(shù)據(jù)，用升降臺調(diào)節(jié)溢水杯的高度來控制物體排開液體的體積．
他們觀察并記錄了彈簧測力計的示數(shù)及排開液體的體積．實驗數(shù)據(jù)記錄在下表中．

液體種類	實驗序號	物體重力 G物（N）	彈簧測力計示數(shù)F（N）	物體受到浮力F浮（N）	排開液體體積V排（cm3）
水 ρ水=1.0g/cm3	1	2	1.5	？	50
	2		1.0	1.0	100
	3		0.5	1.5	150
酒精 ρ酒精=0.8g/cm3	4	2	1.6	0.4	50
	5		1.2	0.8	100
	6		0.8	1.2	150

（1）分析表中數(shù)據(jù)，第一次實驗中物體所受的浮力F_浮=0.5N．
（2）分析比較實驗序號1、2和3（或4、5和6）可初步得出結(jié)論：當(dāng)液體的種類相同時，排開液體的體積越大，浸在液體中的物體受到的浮力越大；分析比較實驗序號1、4（或2、5或3、6）可初步得出結(jié)論：當(dāng)排開液體的體積相同時，液體的密度越大，浸在液體中的物體受到的浮力越大．
（3）請你計算出第一次實驗中物體排開水受到的重力G_排=0.5N．通過比較每次實驗中物體受到的浮力和它排開液體的重力的關(guān)系，還可以驗證阿基米德原理．
（4）實驗中細(xì)心的小明同學(xué)觀察到將同一個物體浸沒在密度越大的液體中時，彈簧測力計的示數(shù)越�。�于是他靈機(jī)一動在彈簧測力計下掛一個重1.5N的物塊，如圖甲所示．當(dāng)他把物塊浸沒在水中時，如圖乙所示，彈簧測力計的讀數(shù)為0.5N，他就在0.5N處對應(yīng)標(biāo)上1.0g/cm³的字樣；當(dāng)他把物塊浸沒在酒精中時，如圖丙所示，應(yīng)該在彈簧測力計刻度盤的0.7N處對應(yīng)標(biāo)上0.8g/cm³字樣，聰明的他就將圖甲所示裝置改裝成了一個能測液體密度的密度秤．

Answer 1

分析 （1）由表格數(shù)據(jù)要直接讀出物體重力，利用稱重法可算出物體浸沒在水中時受到的浮力；
（2）浮力的大小與物體排開液體的體積和液體的密度有關(guān)，所以探究浮力大小的因素實驗中要采用控制變量法．
由實驗序號1、2和3（或4、5和6）找出相同的量和不同的量，分析比較得出結(jié)論；
運(yùn)用控制變量法，探究浮力與液體密度關(guān)系時應(yīng)控制排開液體的體積相同，由此選擇合適的實驗序號進(jìn)行探究；
（3）根據(jù)G=mg=ρVg計算物體排開水的重力．比較F_浮與G_排的關(guān)系還可以驗證阿基米德原理；
（4）根據(jù)阿基米德原理可知同一個物體浸沒在密度越大的液體中所受的浮力越大，根據(jù)稱重法可知彈簧測力計示數(shù)的變化；根據(jù)阿基米德原理求出，物體在酒精中受到的浮力，根據(jù)稱重法求出彈簧測力計的示數(shù)即為此時在彈簧測力計刻度盤的位置．

解答 解：
（1）由表格數(shù)據(jù)可知，第一次實驗中，物體重力G_物=2N；
根據(jù)稱量法測浮力，第一次實驗中物體所受的浮力F_浮=G_物-F₁=2N-1.5N=0.5N．
（2）在實驗序號1、2和3（或4、5和6）中，液體密度相同，排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大．
運(yùn)用控制變量法，探究浮力與液體密度關(guān)系時，應(yīng)控制排開液體的體積相同，改變液體密度，由表格數(shù)據(jù)可知，應(yīng)選擇1、4（或2、5或3、6）進(jìn)行探究．
（3）由表格數(shù)據(jù)可知中，第一次實驗中物體排開水的體積為50cm³，
所以物體排開水的重力：G_排=m_排g=ρV_排g=1.0×10³kg/m³×50×10^-6m³×10N/kg=0.5N，
因為F_浮=G_排=0.5N，所以可以驗證阿基米德原理．
（4）根據(jù)F_浮=ρgV_排可知，物體浸沒時排開水的體積和本身的體積相等，所以將同一個物體浸沒在密度越大的液體中時受到的浮力變大，根據(jù)F_浮=G-F′可知彈簧測力計的示數(shù)越��；
當(dāng)他把物塊浸沒在水中時，受到的浮力：F_浮水=G-F′=1.5N-0.5N=1N，
根據(jù)阿基米德原理得：1N=ρ_水gV_排-----①
當(dāng)他把物塊浸沒在酒精中時，受到的浮力：F_浮酒=ρ_酒gV_排=0.8ρ_水gV_排----②
因兩者排開液體的體積相等，
所以，由①②兩式相比可得：F_浮酒=0.8N，
此時測力計的示數(shù)：F_示′=G-F_浮酒=1.5N-0.8N=0.7N，即應(yīng)在彈簧測力計的0.7N處標(biāo)上0.8g/cm³．
故答案為：
（1）0.5；（2）大；1、4（2、5或3、6）；（3）0.5；阿基米德；（4）��；0.7．

點(diǎn)評 本題主要考查學(xué)生控制變量法的應(yīng)用和圖象的分析能力．探究浮力的大小是否與液體密度的關(guān)系要保證物體排開液體體積一定；要探究浮力的大小與物體排開液體體積的關(guān)系要保證液體的密度一定．