Question

（2013?虹口區二模）某小組同學通過實驗研究圓柱體浸入液體的過程中彈簧測力計示數的變化情況．如圖所示，他們將圓柱體掛在測力計下，逐步增大圓柱體浸入液體的體積V_浸，讀出相應的測力計示數F，并將數據記錄在表一中．然后他們多次改變液體的種類重復進行實驗，并將數據記錄在表二和表三中．
表一（ρ₁=0.8×10³千克/米³） 表二（ρ₂=1.0×10³千克/米³）   表三（ρ₃=1.2×10³千克/米³）

實驗 序號	V浸 （厘米3）	F （牛）		實驗 序號	V浸 （厘米3）	F （牛）		實驗 序號	V浸 （厘米3）	F （牛）
1	300	9.6		7	240	9.6		13	200	9.6
2	375	9.0		8	400	8.0		14	250	9.0
3	500	8.0		9	480	7.2		15	400	7.2
4	600	7.2		10	560	6.4		16	500	6.0
5	600	7.2		11	600	6.0		17	600	4.8
6	600	4.8		12	600	6.0		18	600	4.8

①分析比較實驗序號1～4或7～11或13～17中測力計示數F與圓柱體浸入液體體積V_浸的關系及相關條件，可得出的初步結論是：

測力計示數與V_浸有關，液體密度相同，V_浸越大，測力計示數越小

．
②分析比較實驗序號4、5或11、12或17、18中測力計示數F與圓柱體浸入液體體積V_浸的關系及相關條件發現，測力計示數不再發生變化，其原因是

V_浸不變，浮力不變

．試分析實驗序號6中測力計示數反而變小的原因：

圓柱體接觸到了容器底，同時又受到了容器底的支持力

．
③分析比較實驗序號

8、15

或4、5、11、12、17、18中測力計示數和液體密度的關系及相關條件，可得出的初步結論是：同一圓柱體浸入不同液體中，當浸入液體體積V_浸相同時，液體密度越大，測力計示數F越小．
④進一步綜合分析表一、表二、表三的數據，并歸納得出結論．
（a）分析比較實驗序號1、7、13或2、14或3、8或4、5、9、15或11、12、16測力計示數及相關條件，可得出的初步結論是：

同一圓柱體浸入不同液體中，測力計示數相同，液體密度越大，V_浸越小

．
（b）分析比較實驗序號1、7、13和2、14和3、8和4、5、9、15和11、12、16測力計示數及相關條件，可得出的初步結論是：

同種液體，測力計示數的變化與V_浸的變化比值不變，不同液體，密度越大，比值越大

．

Answer 1

分析：①比較幾組數據，分析測力計示數變化的影響因素得出結論；
②根據阿基米德原理，浸在液體中的物體受到的浮力等于物體排開液體的重力結合表格中數據進行分析；
若物體與容器底接觸，除受浮力作用外，還受容器底的支持力，此時拉力會減小；
③要探究測力計示數與液體密度的關系，需使物體排開液體的體積相同；
④（a）分析1、7、13或2、14或3、8或4、5、9、15或11、12、16等數據中相同的量和不同的量找出結論；
（b）分析比較實驗序號1、7、13和2、14和3、8和4、5、9、15和11、12、16結合（a）中的結論進行進一步分析，找出定量關系．

解答：解：①實驗序號1～4或7～11或13～17中，V浸在變大，測力計示數在變小，可得測力計示數與V_浸有關，液體密度相同，V_浸越大，測力計示數越小；
②實驗序號4、5或11、12或17、18中，V_浸不再發生不變，說明此時物體已完全浸沒，受到的浮力不變，所以測力計示數也不變；
而表一中的6序號，物體接觸到了容器底，同時又受到了容器底的支持力，所以示數又更小；
③要得出同一圓柱體浸入不同液體中，當浸入液體體積V_浸相同時，液體密度越大，測力計示數F越小，必須使V浸相同，液體密度不同，所以還可以選擇8、15；
④（a）實驗序號1、7、13和2、14和3、8和4、5、9、15和11、12、16測力計示數相同，V_浸不同，說明同一圓柱體浸入不同液體中，測力計示數相同，液體密度越大，
V_浸越小；
（b）由a知，測力計示數相同，液體密度不同，而V_浸不同，比較實驗序號1、7、13和2、14和3、8和4、5、9、15和11、12、16的實驗數據，
表一中的1、3，

△F

△V浸

=

9.6N-8.0N

500cm3-300cm3

=8×10^-3N/cm³；1、4，

9.6N-7.2N

600cm3-300cm3

=8×10^-3N/cm³；
表二中的7、8，

△F

△V浸

=

9.6N-8.0N

400cm3-240cm3

=10×10^-3N/cm³；7、9，

9.6N-7.2N

480cm3-240cm3

=10×10^-3N/cm³；
表三中的13、14，

△F

△V浸

=

9.6N-9.0N

250cm3-200cm3

=12×10^-3N/cm³；13、15，

9.0N-7.2N

400cm3-200cm3

=12×10^-3N/cm³；
可得，同種液體，測力計示數的變化與V_浸的變化比值不變，不同液體，密度越大，比值越大．
故答案為：①測力計示數與V_浸有關，液體密度相同，V_浸越大，測力計示數越小；②V_浸不變，浮力不變；圓柱體接觸到了容器底，同時又受到了容器底的支持力；③8、15；④（a）同一圓柱體浸入不同液體中，測力計示數相同，液體密度越大，V_浸越小；（b）同種液體，測力計示數的變化與V_浸的變化比值不變，不同液體，密度越大，比值越大．

點評：此題是探究圓柱體浸入液體的過程中彈簧測力計示數的變化情況，根據實驗目的去總結結論，同時考查了控制變量法在實驗中的應用．