Question

（2012?重慶）在探究“浮力大小與哪些因素有關”的實驗中，某小組同學用如圖所示的裝置，將同一物體分別逐漸浸入到水和酒精中，為了便于操作和準確收集數據，用升降臺調節溢水杯的高度來控制物體排開液體的體積．他們觀察并記錄了彈簧測力計的示數及排開液體的體積．實驗數據記錄在下表中．

液體種類	實驗序號	物體重力 G物（N）	彈簧測力計示數F（N）	物體受到浮力F浮（N）	排開液體體積V排（cm3）
水 ρ水=1.0g/cm3	1	2	1.5		50
	2		1.0	1.0	100
	3		0.5	1.5	150
酒精 ρ酒精=0.8g/cm3	4	2	1.6	0.4	50
	5		1.2	0.8	100
	6		0.8	1.2	150

（1）分析表中數據，實驗所用物體的重力為

2

N，第一次實驗中物體所受的浮力F_浮=

0.5

N．
（2）分析比較實驗序號1、2和3（或4、5和6）可初步得出結論：當液體的種類相同時，排開液體的體積越

大

，浸在液體中的物體受到的浮力越大；分析比較實驗序號

1、4或者2、5或者3、6

可初步得出結論：當排開液體的體積相同時，液體的密度越大，浸在液體中的物體受到的浮力越大．
（3）請你計算出第一次實驗中物體排開水受到的重力G_排=

0.5

N．通過比較每次實驗中物體受到的浮力和它排開液體的重力的關系，還可以驗證

阿基米德

原理．
（4）本實驗在探究“浮力的大小與哪些因素”有關時，選用了不同液體并進行了多次實驗，其目的是為了

A

（選填字母序號）．
A．尋找普遍規律
B．取平均值減小誤差
（5）實驗中小明同學觀察到將同一個物體浸沒在密度越大的液體中時，彈簧測力計的示數越

小

．于是他靈機一動在彈簧測力計下掛一個重1.5N的物塊，如圖甲所示；當他把物塊浸沒在水中時，如圖乙所示，彈簧測力計的讀數為0.5N，他就在0.5N處對應標上1.0g/cm³的字樣；當他把物塊浸沒在酒精中時，如圖丙所示，應該在彈簧測力計刻度盤的

0.7

N處對應標上0.8g/cm³字樣，聰明的他就將圖甲所示裝置改裝成了一個能測液體密度的密度秤．

Answer 1

分析：（1）由表格可知物體的重力，根據稱重法求出第一次實驗中物體所受的浮力；
（2）①分析比較實驗序號1、2和3（或4、5和6）可知，液體的密度相同，物體浸入液體中的體積不同，彈簧測力計的示數不同，根據稱重法求出受到浮力的大小，即可得出結論；
②物體所受浮力大小與液體的密度和排開液體的體積有關，在探究浮力的大小與液體密度的關系時，應控制排開液體的體積不變，改變液體的密度再表格數據即可得出答案．
（3）根據m=ρV和G=mg求出物體排開水受到的重力，比較排開水的重力和受到的浮力即可驗證阿基米德原理．
（4）根據實驗的目的可知多次實驗的目的．
（5）根據阿基米德原理可知同一個物體浸沒在密度越大的液體中所受的浮力越大，根據稱重法可知彈簧測力計示數的變化；根據阿基米德原理求出，物體在酒精中受到的浮力，根據稱重法求出彈簧測力計的示數即為此時在彈簧測力計刻度盤的位置．

解答：解：（1）分析表中數據可知，實驗所用物體的重力為2N；
第一次實驗中物體所受的浮力F_浮=G-F′=2N-1.5N=0.5N．
（2）①分析比較實驗序號1、2和3（或4、5和6）可知，液體的密度相同，物體浸入液體中的體積越大，彈簧測力計的示數越小，即所受的浮力變大；
故可得結論：當液體的種類相同時，排開液體的體積越大浸在液體中的物體受到的浮力越大．
②在探究浮力的大小與液體密度的關系時，應控制排開液體的體積不變，改變液體的密度；結合表格可知1、4或者2、5或者3、6符合．
（3）第一次實驗中物體排開水受到的重力：
G_排=m_排g=ρV_排g=1.0×10³kg/m³×50×10^-6m³×10N/kg=0.5N，
因F_浮=G_排=0.5N，所以可以驗證阿基米德原理．
（4）在探究“浮力的大小與哪些因素”有關時，選用了不同液體并進行了多次實驗的目的是減小偶然性，使實驗得出的實驗規律更具有普遍性，所以本實驗的目的是尋找普遍規律．
（5）根據F_浮=ρgV_排可知，物體浸沒時排開水的體積和本身的體積相等，所以將同一個物體浸沒在密度越大的液體中時受到的浮力變大，根據F_浮=G-F′可知彈簧測力計的示數越�。�
當他把物塊浸沒在水中時，受到的浮力：
F_浮=G-F′=1.5N-0.5N=1N，
根據阿基米德原理得：
1N=ρ_水gV_排-----①
當他把物塊浸沒在酒精中時，
F_浮酒=ρ_酒gV_排-----②
∵兩者排開液體的體積相等，
∴①②兩式相比可得：
F_浮酒=0.8N，
此時應標在彈簧測力計的1.5N-0.8N=0.7N處．
故答案為：（1）2；0.5；（2）大；1、4或者2、5或者3、6；（3）0.5；阿基米德；（4）A；（5）小；0.7．

點評：本題主要考查學生控制變量法的應用和圖象的分析能力．探究浮力的大小是否與液體密度的關系要保證物體排開液體體積一定；要探究浮力的大小與物體排開液體體積的關系要保證液體的密度一定．