Question

4．在探究浮力的大小与哪些因素有关的实验中，小强做了图1所示的实验．

（1）根据图1甲、乙两图可知，物体在水中受到的浮力是1N；
（2）图1中，乙、丙两次实验是为了探究浮力的大小与液体密度的关系；
（3）从物体刚开始接触水面至浸没于水中，它所受浮力大小与浸入水中深度的关系如图2所示，由此得到
结论一：物体所受浮力大小与排开液体的体积有关； 
结论二：物体未浸没前，它所受浮力大小可能还与深度有关；
结论三：当物体浸没于水中后，浮力大小与深度无关．
（4）为了探究结论二是否正确，老师为同学们准备了以下实验器材：弹簧测力计、足够的水、一个密度大于水的均匀长方体，长方体表面标有等距离的线，如图3所示．为了便于弹簧测力计挂住长方体，在长 方体上设置了a、b、c、d四个挂扣．请仅用以上器材设计实验，并写出实验步骤和分析论证．
实验步骤：
①用弹簧测力计挂在a或b钩，浸入水中至第一个小格，读出并记录弹簧测力计的示数F₁；
②用弹簧测力计挂在a或b钩，浸入水中至第二个小格，读出并记录弹簧测力计的示数F₂．
分析论证：
①若F₁=F₂，说明物体未浸没前，它所受浮力大小与深度无关；
②若F₁≠F₂，说明物体未浸没前，它所受浮力大小与深度有关．

Answer 1

分析 （1）由图1可知，利用称重法可求浮力；
（2）由图1，乙丙可知，物体排开液体的体积相同，液体密度不同，由控制变量法可得结论；
（3）物体所受浮力与浸入水中深度的关系，由图示分析解答；
（4）物体未浸没前，只要控制液体密度不变，改变物体浸在液体中的体积即可．

解答 解：（1）根据图1甲、乙两图可知，物体在水中受到的浮力，F_浮=G-F=2.8N-1.8N=1N；
（2）由图1中，乙、丙两次实验可知，物体排开液体的体积相同，改变的液体的密度，由控制变量法可知，是为了探究浮力的大小与液体密度的关系；
（3）由图2中，图象知，物体所受的浮力在物体浸入液体的深度5cm以前，浮力逐渐增大，浸入液体5cm以后，浮力不变，故可知在物体未完全浸没前，浮力的大小可能还与深度有关，当物体完全浸没后，所受的浮力与浸没的深度无关；
（4）利用控制变量法，控制液体密度不变，改变浸入液体中的深度来探究未浸没前，浮力与深度的关系，如与深度无关，则浮力不变，有关，则浮力改变．
故答案为：（1）1；（2）液体密度；（3）深度、深度；
（4）步骤：①挂在a或b钩，浸入水中至第一个小格；②挂在a或b钩，浸入水中至第二个小格；论证：①深度无关；②深度有关．

点评 本题主要称重法求浮力，控制变量法探究与浮力大小有关的因素，并会分析图象，设计实验方案，有一定难度．