Question

在“验证阿基米德原理”的实验中，某小组同学用测力计悬挂着体积均为200厘米³的不同物体逐渐浸入到重力均为1牛的不同液体中，实验过程如图所示，他们观察并记录了测力计的示数及量筒中液体体积的变化，所有数据均记录在表中．

液体密度（克/厘米3）	实验序号	测力计示数F1（牛）	测力计示数F2（牛）	F1-F2 （牛）	液体体积V1（厘米3）	液体体积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在此实验中测力计的两次示数差（F₁-F₂）、量筒中液面的两次示数差（V₂-V₁）分别表明了______．
②分析比较实验序号1与2与3（或5与6与7）可初步得出的结论：______．
③分析实验序号4中的数据及相关条件，产生这种现象的原因可能是______．
④分析比较实验序号______可初步得出的结论：当排开液体的体积相同时，液体密度越大，浸在液体中的物体受到的浮力越大．
⑤要进一步分析比较表中的数据验证阿基米德原理时，需要运用公式______进行计算（用所测物理量表示），然后再归纳得出结论______．

Answer 1

【答案】分析：①根据阿基米德原理：浸在液体里的物体受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力，浮力的大小与液体密度和排开液体体积有关；
②分析数据可知，液体密度相同，排开液体体积和物体受到的浮力不同；
③F₂数据为0，说明可能碰到了容器底部；
④分析表中排开液体体积相同的数据，从而得到答案；
⑤阿基米德原理：浸在液体里的物体受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力．
解答：解：（1）如分析中所示阿基米德原理实验目的是研究浸没在水中的物体受到的浮力与它排开水所受重力的关系，可判断（F₁-F₂）可表示浸在液体里的物体所受浮力，（V₂-V₁）可表示排开液体的体积；
（2）实验序号1与2与3（或5与6与7）中液体密度相同，排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大，即：当液体密度相同时，浸在液体中的物体受到的浮力与排开液体的体积成正比；
（3）在4中，F₂数据为0，说明弹簧测力计没有提起物体，可能物体碰到了容器底部；
（4）从表中可知，1与5排开液体的体积都是50cm³，5液体的密度大于1液体的密度，5受到的浮力大于1受到的浮力，符合题目要求，
同理，2和6也符合，即1与5（或2与6）；
（5）物体受到的浮力：F_浮=F₁-F₂；
排开液体的体积V_排=V₂-V₁，排开液体的重力G_排=m_排g=ρ_液g（V₂-V₁）；
阿基米德原理：浸在液体里的物体受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力．
即：F₁-F₂=ρ_液g（V₂-V₁）；
故答案为：（1）浸在液体里的物体所受浮力、排开液体的体积；
（2）当液体密度相同时，浸在液体中的物体受到的浮力与排开液体的体积成正比；
（3）物体碰到了量筒底部；
（4）1与5（或2与6）；
（5）F₁-F₂=ρ_液g（V₂-V₁）；浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力．
点评：阿基米德原理实验是力学的重要实验之一，重点考查学生运用控制变量法在实验中的应用和分析实验数据得出结论的能力．