Question

19．在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，小明猜想，浸没在液体中的固体所受的浮力可能跟固体排开液体的体积、液体的密度和固体的形状有关．
（1）如图甲，弹簧测力计的示数为1.6N．如图乙，让石块完全浸没在水中，弹簧测力计的示数为1N．则石块受到的水的浮力为0.6N．
（2）如图丙，用弹簧测力计缓慢将石块拉出水面，随着石块露出水面的体积越来越大，观察到弹簧测力计的示数也越来越大，则石块受到水的浮力越来越小（选填“大”或“小”），说明浮力的大小与排开的液体的体积有关（选填“有关”或“无关”）．
（3）要探究浮力大小跟液体密度是否有关，需要比较图乙、丁中弹簧测力计示数的大小关系分析得出．
（4）为验证浮力的大小跟固体形状的关系，小明用橡皮泥代替石块，设计的方案如下，请你帮助小明继续完成实验．
①用细线栓上橡皮泥，悬挂在弹簧测力计下，使橡皮泥缓慢地完全浸没在水中，读出测力计的示数F₁．
②改变橡皮泥的形状，重复上述步骤①，读出测力计的示数F₂，
③比较F₁和F₂的大小，若相等，说明与形状有关；反之，则说明无关．

Answer 1

分析 （1）浸入液体的物体受到的浮力等于物体重力与测力计示数之差．
（2）根据实验控制的变量与实验现象分析答题．
（3）探究浮力与液体密度的关系要控制物体排开液体的体积相同而液体密度不同，分析图示实验答题．
（4）探究浮力与物体形状的关系，应控制物体排开液体的体积、液体的密度相同而物体形状不同，据此分析答题．

解答 解：（1）石块受到水的浮力：F_浮=G-F=1.6N-1N=0.6N；
（2）石块浸入液体受到的浮力：F_浮=G-F，石块的重力G不变，测力计示数F增大，则石块受到的浮力F_浮变小，
物体排开液体（水）的密度不变，随着石块露出水面的体积越来越大，石块受到的浮力越来越小，
由此可知，浮力的大小与排开液体的体积有关．
（3）由图乙、丁所示实验可知，石块排开液体的体积相等而液体的密度不同，石块受到的浮力不同，可以比较图乙、丁所示实验探究浮力与液体密度的关系．
（4）探究浮力与物体形状的关系，应控制物体排开液体的体积、液体的密度相同而物体形状不同，实验步骤为：
①用细线栓上橡皮泥，悬挂在弹簧测力计下，使橡皮泥缓慢地完全浸没在水中，读出测力计的示数F₁．
②改变橡皮泥的形状，重复上述步骤①，读出测力计的示数F₂，
③比较F₁和F₂的大小，若相等，说明与形状有关；反之，则说明无关．
故答案为：（1）0.6；（2）小；有关；（3）乙、丁；
（4）②改变橡皮泥的形状，重复上述步骤①，读出测力计的示数F₂；
③比较F₁和F₂的大小，若相等，说明与形状有关；反之，则说明无关．

点评 利用好控制变量法：都浸没水中，改变物体浸入的体积，说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关；都浸没液体中（V_排相同），通过变换不同的液体，改变液体的密度，说明浮力的大小与液体的密度有关．