Question

2．陽(yáng)陽(yáng)和同學(xué)們?cè)谔骄俊案×Υ笮∨c哪些因素有關(guān)”時(shí)，操作如下：

（1）如圖甲所示，陽(yáng)陽(yáng)把一個(gè)飲料罐慢慢按入水中，感覺(jué)用力越來(lái)越大，由此猜想浮力大小可能與排開(kāi)水的體積有關(guān)，于是他設(shè)計(jì)如圖乙所示實(shí)驗(yàn)步驟，根據(jù)bc（或bd）兩圖可以驗(yàn)證猜想是否正確．
（2）陽(yáng)陽(yáng)通過(guò)觀察b、e兩圖，得出了“浮力大小與液體密度有關(guān)”的結(jié)論，你認(rèn)為這樣得出結(jié)論是否合理否（選填“是”或“否”），請(qǐng)你說(shuō)出理由實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有控制物體排開(kāi)液體的體積相同．
（3）實(shí)驗(yàn)結(jié)束后陽(yáng)陽(yáng)聯(lián)想到壓力、壓強(qiáng)知識(shí)，提出了下面兩個(gè)問(wèn)題，請(qǐng)你幫助解答：（以下兩空均選填“＞”、“＜”或“=”）
①b、d兩圖中A下表面受到水的壓強(qiáng)分別是${P}_{\stackrel{1}{\;}}$、P₂，則P₁＜P₂；
②由于物體A的浸入，c、e兩圖中燒杯對(duì)水平桌面增加的壓力分別是△F₁、${△}_{{F}_{2}}$，則${△}_{{F}_{1}}$＜${△}_{{F}_{2}}$．

Answer 1

分析 （1）要探究浮力和物體排開(kāi)液體體積的關(guān)系，就要采用控制變量法控制液體的密度一定而物體排開(kāi)液體的體積不同；
（2）由阿基米德原理知道物體受液體浮力大小與液體密度和排開(kāi)液體的體積有關(guān)，b、e兩圖中液體的密度不同，排開(kāi)液體的體積也不同，沒(méi)有控制變量，得出的結(jié)論不準(zhǔn)確；
（3）①分析b，d兩圖中A下表面所處的深度，根據(jù)p=ρgh比較兩者壓強(qiáng)之間的關(guān)系；
②物體浸入水中時(shí)受到向上的浮力，同時(shí)物體給液體一個(gè)向下的壓力，這兩個(gè)力的大小相等，則桌面受到的壓力等于燒杯和液體的重力加上物體的浮力，由于物體A的浸入，c、e兩圖中燒杯對(duì)水平桌面增加的壓力大小即為兩者浮力的大�。�

解答 解：（1）要驗(yàn)證浮力大小和物體排開(kāi)液體體積的關(guān)系，就要保證液體的密度一定而物體排開(kāi)液體的體積不同，圖bc或bd符合題意；
（2）由b圖中看出，物體A沒(méi)有浸沒(méi)于水中，和e圖中比較，物體排開(kāi)液體的體積不同，液體的密度也不同，不能得出物體受到的浮力大小與液體的密度有關(guān)，
故小明的結(jié)論是錯(cuò)的，因?yàn)檠芯扛×Υ笮∨c液體的密度的關(guān)系，要保證排開(kāi)的液體的體積相等；
（3）①由圖可知，物體A下表面在b圖中所處的深度小于在d圖中的深度，由p=ρgh可知，p₁＜p₂；
②因物體浸入水中時(shí)受到向上的浮力，同時(shí)物體給液體一個(gè)向下的壓力，這兩個(gè)力的大小相等，
所以，桌面受到的壓力等于燒杯和液體的重力加上物體的浮力，
因c中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)較小，由F_浮=G-F′可知受到的浮力較大，
所以，△F₁＜${△}_{{F}_{2}}$．
故答案為：
（1）bc（或bd）；
（2）否；實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有控制物體排開(kāi)液體的體積相同；
（3）①＜；②＜．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究浮力大小哪哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)和有關(guān)液體壓強(qiáng)、固體壓強(qiáng)的大小比較，關(guān)鍵是利用好控制變量法以及明白燒杯對(duì)水平桌面的壓力等于液體和燒杯的重力加上物體受到的浮力．