Question

20．小明在“探究影响浮力大小的因素“的实验中，用到的实验器材是：体积相同韵甲、乙两物体ρ_甲＞ρ_乙＞ρ_盐水＞ρ_水），弹簧测力计，一杯水，一杯盐水，细绳．小明利用上述器材完成了实验，他记录和计算的部分数据如表：

实验次数	物体	物体重力/N	液体密度g/cm3	物体浸在液体中的体积cm3	物体浸在液体中时测力计的示数/N	物体浸在液体中所受的浮力/N
1	甲	4	1.0	40	3.6	0.4
2	甲	4	1.0	60	3.4	0.6
3	甲	4	1.0	100	3.0	1.0
4	甲	4	1.2	100	①	②
5	乙	2	1.2	100	0.8	1.2

（1）在第4次实验中，弹簧测力计的示数如图所示．这个弹簧测力计的分度值为0.2N，表格中①的数据为2.8N，②的数据为1.2N；
（2）分析比较第1、2、3三次实验，能够得到物体在液体中受到的浮力大小与排开液体的体积有关；分析比较第3、4次实验，能够得到物体在液体中受到的浮力大小与液体的密度有关；
（3）探究物体在液体中受到的浮力大小与物体本身密度的关系时，应分析比较4、5两次实验，根据实验结果可知物体在液体中受到的浮力大小与物体密度无关（选填“有关”或“无关”）；
（4）上述实验用到了控制变量的研究方法．下面四个实例中，也采取此方法的是C（填写选项前的字母）．
A．用铅垂线表示重力的方向
B．运动物体在不受阻力的情况下将永远运动下去
C．研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时，保持压力不变
D．利用光线来研究光的直线传播现象．

Answer 1

分析 （1）确定测力计的最小分度值，读出测力计的示数，根据F_浮=G-F_拉计算出浮力；
（2）运用控制变量法探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系时，必须控制液体密度不变；探究浮力的大小与液体密度的关系时，必须控制排开液体体积不变；
（3）探究浮力的大小与物体密度的关系，可以选择其他因素相同而物体密度不同的几次实验，并根据几次浮力的大小是否相等，得出结论；
（4）物理学中对于多变量的问题，常常采用控制变量的方法，把多变量的问题变成多个单变量的问题；每一次只改变其中的某一个变量，而控制其余几个变量不变，从而研究被改变的这个变量对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法；它是科学探究中的重要思想方法，控制变量法是初中物理中常用的探索问题和分析解决问题的科学方法之一．

解答 解：
（1）弹簧测力计的分度值是0.2N，物体浸在液体中时测力计的示数为2.8N，物体浸在液体中所受的浮力为F_浮=G-F_拉=4N-2.8N=1.2N；
（2）分析比较第1、2、3次实验，其它因素都相同，只有排开液体的体积不同，所以得到物体在液体中受到的浮力大小与排开液体的体积有关；
分析比较第3、4次实验，其它因素都相同，只有排开液体的密度不同，能够得到物体在液体中受到的浮力大小与液体的密度有关．
（3）探究物体在液体中受到的浮力大小与物体本身密度的关系时，可选择排开液体体积相同、液体密度相同但物体密度不同的操作，操作4、5符合要求，通过计算浮力两次都为1.2N，所以物体在同种液体中受到的浮力大小与物体密度无关．
（4）A、用铅垂线表示重力的方向，采用的是“转换法”；不符合题意；
B、运动物体在不受阻力的情况下将永远运动下，采用的是“科学推理法”；不符合题意．
C、研究研究滑动摩擦力与接触面粗糙程度的关系时，保持压力不变，采用的是“控制变量法”；符合题意．
D、利用光线来研究光的直线传播现象，采用的是“模型法”；不符合题意．
故答案为：
（1）0.2；2.8；1.2；
（2）排开液体的体积；液体的密度；
（3）4、5；无关；
（4）C．

点评 物体所受浮力受两个因素影响，一是排开液体体积，二是排开液体的密度．其他因素都和浮力没有关系；要学会灵活运用控制变量法探究物理问题．