Question

在探究“影響浮力大小的因素”時，某班同學猜想浮力大小可能與液體的密度、物體浸在液體中的深度以及物體排開液體的體積有關，設計了如圖所示的實驗．老師為同學們準備了以下實驗器材：①彈簧測力計 ②裝有水的玻璃燒杯 ③裝有酒精的玻璃燒杯 ④頂端帶有掛鉤的金屬塊 ⑤細線．
（1）探究浮力大小是否與物體浸在液體中的深度有關，應選擇的器材是裝有水的玻璃燒杯、細線、______和______．（填寫序號）
（2）甲同學認為“物體浸在液體中越深，受到的浮力越大”，并在同種液體中用實驗證實他的觀點，即鋁塊從②到③位置的過程中，浮力變大了．乙同學認為“浮力大小與物體浸在液體中的深度無關”，并在同種液體中用實驗證實自己的觀點，即鋁塊從④到⑤位置的過程中，浮力大小不變．請分析甲、乙兩同學的實驗過程，你認為不正確的是______同學的觀點，理由是______．
（3）分析______（填寫序號），說明浮力大小跟液體的密度有關．
（4）物體完全浸沒在酒精中所受的浮力是______N．
（5）根據圖中的實驗數據，該金屬塊的密度是______kg/m³．（結果保留1位小數） 

Answer 1

【答案】分析：（1）探究浮力大小是否與物體浸在液體中的深度有關時，應控制液體的密度不變，比較物體浸入液體不同深度時彈簧測力計的示數，根據稱重法可知彈簧測力計的示數發生變化時物體受到的浮力也會發生變化；
（2）要探究物體所受浮力的大小和物體浸在液體中深度的關系，應控制液體的密度和物體排開液體的體積一定，最好的辦法就是讓同一個物體浸沒在同種液體的不同深度處，測出浮力的大小，進行比較，得出結論；
（3）要探究浮力大小跟液體的密度有關，應控制物體排開液體的體積和浸沒的深度不變，改變液體的密度，觀察彈簧測力計的示數得出結論；
（4）根據稱重法求出物體完全浸沒在酒精中所受的浮力；
（5）根據稱重法求出物體浸沒水中受到的浮力，根據阿基米德原理求出排開液體的體積即為金屬的體積，再根據G=mg和ρ=求出金屬的密度．
解答：解：（1）要探究浮力大小和物體浸入液體深度的關系，就要保證液體的密度一定而物體浸入液體的深度不同，浮力的大小需要通過彈簧測力計和某種液體來測量（先測出物體重力，然后將該物體浸在水中讀出測力計的示數，兩者之差就是物體受到的浮力）；
故答案為：①；④．
（2）在探究浮力的大小和物體浸在液體中深度的關系，應控制液體的密度和物體排開液體的體積（等于物體浸入液體的體積）一定，
甲同學是在物體沒有浸沒之前改變物體浸入深度的，物體深度增大，排開液體的體積也增大了，浮力增大；
而乙同學則是在物體浸沒之后改變浸入深度的，物體深度增大，排開液體的體積不變，彈簧測力計的示數不變，從而說明了浮力的大小和物體浸在液體中的深度無關；
故答案為：甲；甲同學在實驗中，未控制物體浸入液體的體積不變．
（3）要探究浮力大小跟液體的密度有關，應控制物體排開液體的體積不變，改變液體的密度，實驗中⑤⑥符合；
故答案為：⑤⑥．
（4）物體完全浸沒在酒精中所受的浮力：
F_浮=G-F′=10N-7.6N=2.4N；
故答案為：2.4．
（5）金屬塊完全浸沒在水中所受的浮力：
F_浮′=G-F_水′=10N-7N=3N，
金屬塊的體積：
V=V_排=，
金屬塊的密度：
ρ=====≈3.3×10³kg/m³；
故答案為：3.3×10³．
點評：本題考查了探究“影響浮力大小的因素”的實驗，涉及到了稱重法求浮力、阿基米德原理、密度公式和重力公式的應用，關鍵是控制變量法在實驗中的應用，控制變量法是我們初中階段最重要的探究實驗方法之一，一定要注意掌握和應用．