Question

在“探究浮力的大小与哪些因素有关”时，同学们提出了如下的猜想：
①可能与物体浸入液体的深度有关；
②可能与物体的重力有关；
③可能与物体的体积有关；
④可能与物体浸入液体的体积有关；
⑤可能与液体的密度有关．
物理兴趣小组的李明为了验证上述猜想，做了如图所示的实验：他在弹簧测力计下端挂一个铁块，依次把它缓缓地浸入水中不同位置，在这一实验中：
（1）铁块从位置1～2～3的过程中，弹簧测力计的示数

变小

，说明铁块受到的浮力

变大

；从位置3～4的过程中，弹簧测力计的示数

不变

，说明铁块受到的浮力

不变

．（填“变大”、“变小”或“不变”）
（2）通过这一实验可以验证上述猜想

④

是正确的，猜想

①

是不正确的（填上面猜想的序号）．
（3）有几个同学看到实验场景1～2后，认为“在物体没有完全浸没时，物体所受的浮力与物体在液体中所处的深度有关．”李明总觉得这个说法不对，但又找不到有力的证据．请你帮他设计简单的实验方案．说明这种说法是错的．（作简图说明或说明实验方案）

Answer 1

分析：（1）通过读图，结合称重法的原理，可以判断弹簧测力计示数的变化及浮力的变化情况；
（2）浮力的大小只跟两个因素有关，即物体排开液体的体积和液体的密度，因此各猜想中只有最后两个是正确的，通过实验也验证了这两种说法；
（3）根据F_浮=ρ_水gV_排，浮力大小其实是由物体浸入水中的体积决定的，所以在设计实验时，要得到浮力与液体在液体中的深度无关，使液体浸入液体中的深度不同，且深度大，浸入液体的体积反而小．

解答：解：（1）读图可知，铁块从位置1-2-3的过程中，排开液体的体积逐渐增大，因此，弹簧测力计的示数会逐渐变小，根据F_浮=G-F_拉，说明浮力在变大；
从位置3-4的过程中，铁块都是完全浸没，排开的液体体积不再变化，只改变其深度，弹簧测力计的示数不会改变，说明铁块受到的浮力不变；
（2）由（1）分析知，在同一液体中，物体浸入液体中的体积越大，受到的浮力越大，猜想④正确；完全浸没时，浸入水中的深度不同，但所受到的浮力相同，可知猜想①错误；
（3）如图，

两物体均未完全浸没，物体浸入水中的深度不同，第二次浸入的深度较小，但所受浮力较大，可知在物体没有完全浸没时，物体所受的浮力与物体在液体中所处的深度无关．
故答案为：（1）变小；变大；不变；不变；（2）④；①；（3）对于同一个物体，如上图所示情况，在没有完全浸没的情况下，浮力大小仍与所处的深度无关．

点评：此实验中主要通过探究了浮力的大小与哪些因素有关，操作简单、现象明显，实验中要明确观察的重点应放在观察物体浸没的程度、弹簧测力计的示数变化，并寻找它们之间的变化关系，最终分析出正确的结论．