Question

在“驗證阿基米德原理”的實驗中，某小組同學用測力計懸掛著體積均為200厘米³的不同物體逐漸浸入到重力均為1牛的不同液體中，實驗過程如圖所示，他們觀察并記錄了測力計的示數及量筒中液體體積的變化，所有數據均記錄在表中．

液體密度（克/厘米3）	實驗序號	測力計示數F1（牛）	測力計示數F2（牛）	F1-F2 （牛）	液體體積V1（厘米3）	液體體積V2（厘米3）	V2-V1 （厘米3）
1.0	1	5	4.5	0.5	100	150	50
	2	5	4	1.0	100	200	100
	3	5	3	2.0	100	300	200
	4	5		5	100	300	200
1.2	5	1.8	1.2	0.6	125	175	50
	6	1.8	0.6	1.2	125	225	100
	7	1.8		1.8	125	275	150

①在此實驗中測力計的兩次示數差（F₁-F₂）、量筒中液面的兩次示數差（V₂-V₁）分別表明了______．
②分析比較實驗序號1與2與3（或5與6與7）可初步得出的結論：______．
③分析實驗序號4中的數據及相關條件，產生這種現象的原因可能是______．
④分析比較實驗序號______可初步得出的結論：當排開液體的體積相同時，液體密度越大，浸在液體中的物體受到的浮力越大．
⑤要進一步分析比較表中的數據驗證阿基米德原理時，需要運用公式______進行計算（用所測物理量表示），然后再歸納得出結論______．

Answer 1

【答案】分析：①根據阿基米德原理：浸在液體里的物體受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被該物體排開的液體的重力，浮力的大小與液體密度和排開液體體積有關；
②分析數據可知，液體密度相同，排開液體體積和物體受到的浮力不同；
③F₂數據為0，說明可能碰到了容器底部；
④分析表中排開液體體積相同的數據，從而得到答案；
⑤阿基米德原理：浸在液體里的物體受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被該物體排開的液體的重力．
解答：解：（1）如分析中所示阿基米德原理實驗目的是研究浸沒在水中的物體受到的浮力與它排開水所受重力的關系，可判斷（F₁-F₂）可表示浸在液體里的物體所受浮力，（V₂-V₁）可表示排開液體的體積；
（2）實驗序號1與2與3（或5與6與7）中液體密度相同，排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大，即：當液體密度相同時，浸在液體中的物體受到的浮力與排開液體的體積成正比；
（3）在4中，F₂數據為0，說明彈簧測力計沒有提起物體，可能物體碰到了容器底部；
（4）從表中可知，1與5排開液體的體積都是50cm³，5液體的密度大于1液體的密度，5受到的浮力大于1受到的浮力，符合題目要求，
同理，2和6也符合，即1與5（或2與6）；
（5）物體受到的浮力：F_浮=F₁-F₂；
排開液體的體積V_排=V₂-V₁，排開液體的重力G_排=m_排g=ρ_液g（V₂-V₁）；
阿基米德原理：浸在液體里的物體受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被該物體排開的液體的重力．
即：F₁-F₂=ρ_液g（V₂-V₁）；
故答案為：（1）浸在液體里的物體所受浮力、排開液體的體積；
（2）當液體密度相同時，浸在液體中的物體受到的浮力與排開液體的體積成正比；
（3）物體碰到了量筒底部；
（4）1與5（或2與6）；
（5）F₁-F₂=ρ_液g（V₂-V₁）；浸在液體里的物體受到豎直向上的浮力，浮力的大小等于物體排開液體所受到的重力．
點評：阿基米德原理實驗是力學的重要實驗之一，重點考查學生運用控制變量法在實驗中的應用和分析實驗數據得出結論的能力．