Question

13．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液体受到的重力．”小刚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系吗？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，他选取了两块体积相同和形状都相同的实心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，小刚应选取图中的A、B、D、E步骤进行对比．小刚已经知道铜的密度大于铁的密度，那么根据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“无关”）铁块所受的浮力，由此得出结论物体所受的浮力大小与物体密度无关．
（2）小刚根据图中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．你认为小刚的结论是错误的（选填“正确”、“错误”），原因是：没有考虑到铁块完全浸没时浮力大小的变化．

Answer 1

分析 （1）①浮力的大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关，要探究物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关应控制其它变量不变，改变物体的密度；
②读出铜块和铁块的重力、在水中弹簧测力计的示数，利用称重法求出受到的浮力，然后比较浮力的大小得出结论；
（2）探究浮力的大小与液体深度的关系时，要控制液体的密度和排开液体的体积不变．

解答 解：（1）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，要算出最后的数据就得前后对比，
所以我们选择A、B、D、E这几组来验证，
②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，
则F_浮铁=F_浮铜，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．所以应该将物体完全浸没后，再探究浮力与深度是否有关．
故答案为：
（1）A、B、D、E；等于；物体所受的浮力大小与物体密度无关；
（2）错误；没有考虑到铁块完全浸没时浮力大小的变化．

点评 本题目考查了学生对浮力的掌握程度，并且考查学生能否灵活应用控制变量法．