Question

16．在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，班级“物理小博士”为同学们做了如图所示的一系列实验．

（1）选择图①、②、③是为了探究浮力大小与排开液体的体积的关系；
（2）选择图①、③、⑤（填图的序号）可以探究浮力大小与液体密度的关系；
（3）从以上实验可知，物块A在盐水中所受的浮力大小为1.2N．

Answer 1

分析 采用“控制变量法”来分析本题．先分别找到这5个图之间的区别，如图①是在空气中测量物体A的重力；图②是物体A浸入水中一部分；图③是物体A完全浸没在水中；图④是物体A完全浸没在水中，但是与图③的深度不同；图⑤是物体A浸没在盐水中．先确定探究的因素后再选择对应的图示．
（1）探究的因素是浮力的大小与排开液体的体积的关系，控制的变量应该是液体密度，所以选择图①、②、③进行探究；
（2）探究的因素是浮力的大小与液体密度的关系，控制的变量应该是物体浸在液体中的体积和浸没的深度，所以选择图①、③、⑤进行探究；
（3）根据①、⑤弹簧测力计的示数，求出浮力大小．

解答 解：
图①是在空气中测量物体A的重力为4N；图②是物体A浸入水中一部分时，弹簧测力计的示数为3.6N；图③是物体A完全浸没在水中时弹簧测力计的示数为3N；图④是物体A完全浸没在水中改变深度后弹簧测力计的示数为3N；图⑤是物体A浸没在盐水中时弹簧测力计的示数为2.8N．
探究“影响浮力大小的因素”这一问题时应采用“控制变量法”．
（1）图②和图③中液体密度相同，区别是物体排开液体的体积不同，可以用来比较浮力的大小与排开液体的体积的关系．由图①和图②可知，图②中物体A的浮力F₁=4N-3.6N=0.4N；由图①和图③可知，图③中物体A的浮力F₂=4N-3N=1N；则探究结果是：浮力的大小与排开液体体积有关．
（2）图③和图⑤中物体全部浸没，排开液体的体积相同，浸没深度相同，区别是液体的密度不同，可以用来比较浮力的大小与液体密度的关系．由图①和图③可知，图③中物体A的浮力F₂=4N-3N=1N；由图①和图⑤可知，图⑤中物体A的浮力F₃=4N-2.8N=1.2N；则探究结果是：浮力的大小与液体的密度有关．
（3）由图①和图⑤可知，物体A在盐水中受到的浮力F₂=4N-1.2N=1.2N．
故答案为：（1）排开液体的体积；（2）①、③、⑤；（3）1.2．

点评 在探究影响浮力大小的有关因素时，要用“控制变量法”．如探究物体受到的浮力是否与物体在液体中的深度、物体的形状、排开液体的体积等有关时，可以先测出物体在一种情况下的浮力，然后改变情形，再测出浮力，若两种情况下的浮力相等，则和这个因素无关，若不相等，则和这个因素有关．