Question

天津某中学物理兴趣小组在探究影响浮力大小因素的活动中，同学们提出了如下三种猜想：
猜想1：浮力的大小与物体浸入液体中的体积有关；
猜想2：浮力的大小与液体的密度有关；
猜想3：浮力的大小与物体的重力大小有关；
实验桌上有如下器材：弹簧测力计、烧杯、水、盐水、细线，体积相同的铁块、铜块、铝块各一块（ρ_铜＞ρ_铁＞ρ_铝），利用上述器材同学们验证了猜想1和猜想2是正确的．对于猜想3，马虎同学进行了如下的实验探究：
实验：利用弹簧测力计、水和盐水，测算出同一铁块浸没在盐水中受到的浮力大小和浸没在水中受到的浮力大小不相等．
分析：由于铁块的重力大小不变，而铁块所受的浮力大小不等，所以铁块受到的浮力大小与铁块的重力大小无关．
结论：猜想3是错误的．
（1）马虎同学的实验过程是错误的，请你指出他的错误是

实验时没有控制液体的密度相等、没有改变物体的重力

，根据他的实验操作可以探究猜想

2

；
（2）请你利用实验桌上提供的器材写出探究猜想3的实验步骤；
（3）请你根据可能出现的现象，写出相应的实验结论．

Answer 1

分析：（1）浮力的大小可能与物体浸入液体中的体积有关、可能与液体的密度有关、可能与物体的重力大小有关，实验探究时必须采用控制变量法，即研究与其中一个因素的关系时，控制其它因素一定．
（2）根据称重法可知，物体所受浮力的大小等于物体本身的重力减掉浸入液体时弹簧测力计的示数．

解答：解：
（1）由马虎同学的实验过程可知，探究浮力的大小与物体重力关系时，只控制了物体浸入液体中的体积，没有控制液体的密度和改变物体的重力，故它的实验过程是错误的；
实验中物体的重力和物体浸入液体中的体积不变，只改变了液体的密度，弹簧测力计的示数不同说明受到的浮力不同，故此实验可以验证浮力的大小与液体的密度有关．
故答案为：实验时没有控制液体的密度相等、没有改变物体的重力；2．
（2）①用线拴好铁块，然后拴在弹簧测力计下，测出铁块的重G₁；
②将铁块浸没水中，读出弹簧测力计的示数F₁，根据F_浮1=G₁-F₁可以算出铁块在水中受到的浮力；
③分别用线栓好铝块和铜块挂在弹簧测力计下，重复步骤①②，可以算出它们在水中受到的浮力F_浮2、F_浮3．
（3）比较F_浮1、F_浮2、F_浮3的大小，如果它们相等，则浮力与物体的重力无关；若不相等，则浮力与物体的重力有关．

点评：本题利用了控制变量法解题：就是在研究和解决问题的过程中，对影响事物变化规律的因素和条件加以人为控制，只改变某个变量的大小，而保证其它的变量不变，最终解决所研究的问题．