Question

4．在“探究物体沉浮的条件”时，小明和小华作了如下猜想：
猜想1：物体所受浮力大于其重力时，物体上浮；
猜想2：物体所受浮力小于其重力时，物体下沉．
他俩找来了以下器材：弹簧测力计、量筒、水、烧杯、小瓶、一堆细沙．
（1）在验证猜想是否正确时，他们必须测出的两个物理量是浮力和重力，然后进行比较；
（2）实验中，小华提醒小明，要在量筒中装入适量的水，你认为“适量”的标准是：①要能浸没小瓶（因为要使得小瓶下沉）；②浸没后的水面不能超过量筒的最大刻度．
（3）从实验器材上看，他俩选用了细沙，你认为选用细沙的目的是通过添加或减少细沙，改变小瓶和细沙的总重，使其能在水中下沉或上浮；
（4）就小瓶在水中上浮而言，请说出一种测量小瓶在水面下上浮至水面漂浮时所受浮力的方法．

Answer 1

分析 “探究物体沉浮的条件”实验需要测出物体的重力与物体受到的浮力，可以改变装入小瓶中沙的多少改变小瓶的重力，测出小瓶受到的浮力，然后根据小瓶的浮沉情况与重力和浮力的关系分析答题．

解答 解：（1）在“探究物体沉浮的条件”时需要测出：小瓶受到的浮力和重力；
（2）在量筒中装入适量的水的标准是：①要能浸没小瓶（因为要使得小瓶下沉）；②浸没后的水面不能超过量筒的最大刻度．
（3）通过添加或减少细沙，改变小瓶和细沙的总重，使其能在水中下沉或上浮，所以选择用细沙做实验．
（4）测量上浮过程的浮力，上浮过程中，小瓶仍然是浸没的，可以先测量适量水的体积V₁，然后使得该小瓶在水中上浮，测出小瓶和水的总体积V₂，排开水的体积V_排=V₂-V₁，小瓶受到的浮力F_浮=ρ_水g（V₂-V₁）．
故答案为：（1）浮力；重力；
（2）①要能浸没小瓶（因为要使得小瓶下沉）；②浸没后的水面不能超过量筒的最大刻度．
（3）通过添加或减少细沙，改变小瓶和细沙的总重，使其能在水中下沉或上浮；
（4）先测量适量水的体积V₁，然后使得该小瓶在水中上浮，测出小瓶和水的总体积V₂，排开水的体积V_排=V₂-V₁，小瓶受到的浮力F_浮=ρ_水g（V₂-V₁）．

点评 本题考查了实验设计，知道实验原理是正确解题的前提与关键，实验设计题对学生来说有一定的难度，要加强训练．