Question

7．阿基米德原理告诉我们：“浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力”．小明在学习了该原理后思考：物体受到浮力的大小难道只跟物体排开液体的重力大小有关吗？于是他猜想：物体受到的浮力大小可能还跟物体的密度和浸入液体中的深度有关．为了验证猜想，他选取了两块实心的且体积和形状都相同的铜块和铁块进行了如图的实验．

（1）如果要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关，小明应该选取图中的A、B、D和E（选填“C”或“E”）四个步骤进行对比．小明已经知道铜的密度大于铁的密度，那么根据他所选择的几个图中弹簧测力计的示数可以知道铜块所受到的浮力等于（选填“大于”、“等于”或“小于”）铁块所受到的浮力．由此得出物体所受的浮力大小与物体的密度无关（选填“有关”或“无关”）．
（2）小明根据图中B、C、D三步进行对比分析，发现随着物体浸入液体中深度的增加，物体所受到的浮力在变大，于是他就得出了物体所受浮力的大小跟浸入液体中的深度有关的结论．你认为小明的结论是错误的（选填“正确”或“错误”），原因是：没有控制物体排开液体的体积不变．

Answer 1

分析 （1）要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关，要控制液体密度，物体的体积相同，由弹簧测力计示数不同，据此得到探究问题和实验结论；
（2）要探究浮力大小与物体浸入深度的关系，需要保持液体密度和物体排开液体体积相同，比较弹簧测力计示数是否相同．

解答 解：（1）由A图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，则铜块的重G=4.4N，由B图可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，则铁块的重G=4N，
由图E可知，铜块浸没在水中时弹簧测力计的示数F′=3.9N，由图D可知，铁块浸没在水中时弹簧测力计的示数F=3.5N，
则此时铜块受到的浮力F_浮=G-F′=4.4N-3.9N=0.5N，铁块受到的浮力F′_浮=G-F=4.0N-3.5N=0.5N，所受浮力大小相等，与物体本身密度无关；
（2）要验证浮力的大小跟液体深度的关系，由控制变量法可知，应控制液体的密度、排开液体的体积不变，根据图B、C、D三步可知，小明没有控制物体排开液体的体积不变，故是错误的．
故答案为：（1）E、等于、无关；（2）错误、没有控制物体排开液体的体积不变．

点评 本题主要考查物体所受的浮力大小跟物体的密度和浸入液体中的深度有关，解答的关键是要利用好称重法和控制变量法．