Question

【題目】某同學(xué)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浮/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(jìn)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浮/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(jìn)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(jìn)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、F2、F3、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(yīng)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(xì)分析后認(rèn)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：_______________________。

Answer 1

【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 （4）F1－F3＝F4－F2

（5）參考答案：①彈簧測力計估讀造成的誤差②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浮=F1－F3；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浮=F4－F2，所以F1－F3＝F4－F2，（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①彈簧測力計估讀造成的誤差②由刻度線顯示排開液體的體積造成的誤差等。