Question

10．阿基米德原理告诉我们：“浸入液体里的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力”．小明同学在学习了该原理后思考：物体受到浮力的大小难道只跟物体排开液体的重力大小有关吗？于是他猜想：物体受到的浮力大小可能还跟物体的密度和浸入液体中的深度有关．为了验证猜想，他选取了两块体积和形状都相同的实心铜块和铁块进行了如图所示的实验．

（1）如果要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关，小明同学应该选取图中的A、B、D、E等步骤进行对比．小明已经知道铜的密度大于铁的密度，那么根据他所选择的几个图中弹簧测力计的示数可以知道铜块所受到的浮力等于（选填“大于”、“等于”或“小于”）铁块所受到的浮力．由此得出物体所受的浮力大小与物体的密度无关（选填“有关”或“无关”）．
（2）小明根据图中B、C、D三步进行对比分析，发现随着物体浸入液体中深度的增加，物体所受到的浮力在变大，于是他就得出了物体所受浮力的大小跟浸入液体中的深度有关的结论．你认为小明同学的结论是错误的（选填“正确”、“错误”），原因是：没有控制排开液体的体积相同．

Answer 1

分析 （1）验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关时，应控制其它因素不变，只改变物体的密度大小；
利用称重法分别求出铁块与铜块所受浮力的大小，然后判断浮力的大小与物体密度的关系；
（2）研究物体所受浮力大小与深度的关系时，一定要控制排开液体的体积和密度不变；

解答 解：（1）要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关，就必须控制除密度以外其他物理量相同，只改变物体密度大小，小明同学应该选取图中的 A、B、D、E步骤进行对比；
由称重法得，F_浮铁=G₁-F₁=4.0N-3.5N=0.5N，
F_浮铜=G-F₂=4.4N-3.9N=0.5N；
浮力相同，说明浮力大小与物体密度无关；
（2）而在B、C、D三步的对比分析中，小刚得出的结论是不对的，物体没有浸没时，深度变化的同时，排开液体的体积也在变化，没有控制排开液体的体积相同．
故答案为：（1）A、B、D、E；等于；无关；
（2）错误；没有控制排开液体的体积相同．

点评 本题目考查了学生对影响浮力大小因素的理解及控制变量法的应用．