Question

（2011?寧夏）在探究物體所受浮力大小的實驗中，某同學進行了a、b、c、d四次測量，如圖一所示．

（1）從原理上講，

a、c

兩次彈簧秤測量的示數差與

b、d

兩次彈簧秤測量的示數差相等（選填a、b、c、d字母），但在實際測量中，這個示數差并不完全相等而略有差異，其可能的原因是：

不能完全收集溢出的水、讀數不準確、彈簧秤的精度不高等

．
（2）某小組同學對實驗做了改進設計，如圖二：在鐵架臺上懸掛兩個規格相同的彈簧秤，C為薄塑料袋（質量不計），D是用大號飲料瓶、帶孔橡皮塞以及彎曲玻璃管自制的溢水杯，M是升降平臺（可使溢水杯緩慢上升、下降）．實驗中，同學們通過升降平臺，改變重物浸入水中的深度，觀察、記錄、比較彈簧秤A和B示數，即可得出物體所受浮力大小的規律．
與圖一實驗相比，請簡要說明改進后的實驗設計具有哪些優勢？（至少寫出兩條）
（3）實驗中，他們做出了彈簧秤A的拉力F與物體下表面所處深度h的關系的圖象，如圖三所示．從圖象可知，當物體所處深度為8cm時，物體受到的浮力是

1.5

N．

Answer 1

分析：（1）圖一是阿基米德原理實驗的過程，主要是比較物體所受浮力與排開的水的重力的大小．造成誤差的原因可能是多方面的，可分別從儀器本身、操作過程等方面進行分析；
（2）改進后的實驗，步驟更簡便了，現象更直觀了，也有利于減小測量誤差，而且可多次連續測量，得出的實驗結論更有說服力；
（3）通過讀圖，用物體在空氣中的重力，減去當h=8cm時彈簧測力計的拉力，就可以得到它受的浮力．

解答：解：（1）圖一中，c的示數減a的示數是物體所受的浮力，d的示數減b的示數是物體排開的水重，這是我們此次實驗研究的主要物理量，造成兩次結果略有差異的原因可能是不能完全收集溢出的水、讀數不準確、彈簧秤的精度不高等；
（2）改進后的實驗步驟更簡便了，現象更直觀了，也有利于減小測量誤差，而且可多次連續測量，得出的實驗結論更有說服力；
（3）觀察圖象可知，物體的重力為4.5N，物體下表面所處深度h=8cm時，彈簧測力計的示數為3N，故物體所受浮力為4.5N-3N=1.5N；
故答案為：（1）a、c；b、d；不能完全收集溢出的水、讀數不準確、彈簧秤的精度不高等；（答出一條即可）
（2）①幾乎可以收集全部溢出的水；
②實驗步驟少，操作簡便；
③現象直觀，讀數方便，易于總結結論；
④可以連續多次測量重物在不同位置時受到浮力大小及排開水的重力多少，使得實驗結論更具有說服力等．
（3）1.5．

點評：在這一實驗中，主要探究了浮力的大小與物體排開液體的關系，浮力的大小是通過稱重的方法得出的，這一點是本實驗的基礎．實驗中出現誤差是不可避免的，但我們卻可以通過改進實驗儀器、操作步驟等盡量減小誤差．同時，本實驗來考查了對相關坐標圖象的分析，學會分析此類圖象，對我們理解浮力大小與物體排開液體的多少、浸沒深度等的關系很有幫助．