Question

10．在探究浮力的大小与哪些因素有关的实验中，小强做了图1所示的实验．

（1）根据图1甲乙两图可，物体在水中受到的浮力是1N；
（2）图1乙丙两次实验是为了探究浮力的大小与液体的密度的关系；
（3）从物体刚开始接触水面至浸没于水在，它所受浮力大小与浸入水中深度的关系如图2所示，由此得到：
结论一：物体所受浮力大小与排开液体的体积有关；
结论二：物体未浸没前，它所受浮力大小可能还与深度有关；
结论三：当物体浸没于水中后，浮力大小与深度无关．
（4）为了探究结论二是否正确，老师为同学们准备了以下实验器材：弹簧测力计、足够的水、一个密度大于水的均匀长方体，长方体表面标有等距离的线，如图3所示．为了便于弹簧测力计挂住长方体，在长方体上设置了a、b、c、d四个挂扣．请仅用以上器材设计实验，并写出实验步骤和分析论证．
实验步骤：
①用弹簧测力计挂着长方体a（或c），将长方体浸入水中至第一条线处，读出并记录弹簧测力计的示数F₁；
②用弹簧测力计挂着长方体b（或d），将长方体浸入水中至第一条线处，读出并记录弹簧测力计的示数F₂；
分析论证：
①若F₁=F₂，说明物体未浸没前，它所受浮力大小与深度无关；
②若F₁≠F₂，说明物体未浸没前，它所受浮力大小与深度有关．

Answer 1

分析 （1）根据实验法测浮力的方法：F_浮=G-F_示求出物体在水中受到的浮力．
（2）根据阿基米德定律可知物体受到的浮力与液体密度和排开的液体体积有关．
（3）由图可知弹簧测力计的示数有一段随h的增大而增大，有一段随h的增大而不变，可总结出物体所受浮力与深度的关系．
（4）要探究物体所受浮力的大小和物体浸在液体中深度的关系，应控制液体的密度和物体排开液体的体积一定，最好的办法就是让同一个物体浸没在同种液体的不同深度处，测出浮力的大小，进行比较，得出结论．

解答 解：（1）由甲、乙图可知：G=2.8N，F_示=1.8N，
物体在水中的浮力：F_浮=G-F_示=2.8N-1.8N=1N；
（2）从图乙、丙可知，测力计示数不同，说明浮力不同，排开的液体体积相同，液体密度不同，所以从图乙、丙可知，浮力的大小与液体的密度有关．
（3）①由图象可知物块浸没前，物体排开的液体体积越大，物块所受的浮力越大；
②由图可知弹簧测力计的示数有一段随h的增大而不变（浸没后），故可得出：浸没在液体中的物体所受浮力大小与它所处深度无关．
 （4）结论二：物体未浸没前，它所受浮力大小可能还与深度有关；
因此要探究结论二：应控制液体的密度和物体排开液体的体积一定，步骤如下：
①用弹簧测力计挂着长方体a（或c），将长方体浸入水中至第一条线处，读出并记录弹簧测力计的示数F₁；
②用弹簧测力计挂着长方体b（或d），将长方体浸入水中至第一条线处，读出并记录弹簧测力计的示数F₂；
分析论证：
①若F₁=F₂，说明物体未浸没前，它所受浮力大小与深度无关；
②若F₁≠F₂，说明物体未浸没前，它所受浮力大小与深度有关．
故答案为：
（1）1；
（2）液体的密度；
（3）深度；深度；
（4）实验步骤：①挂着长方体a（或c），将长方体浸入水中至第一条线处；②挂着长方体b（或d），将长方体浸入水中至第一条线处；
分析论证：①深度无关；②深度有关．

点评 本题用到的知识点有浮力的计算、二力平衡、受力分析、阿基米德原理等，考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力，难度较大．