Question

18．在语文课本上学习了“死海不死”的文章后，小敏想“探究浮力的大小与哪些因素有关”，她提出了如下猜想：
猜想一：可能与液体的密度有关
猜想二：可能与物体排开液体的体积有关
猜想三：可能与物体浸没在液体中的深度有关
为了验证上述猜想，她按照图中字母顺序做了如下实验：

（1）分析比较实验步骤A、C、D，可以验证猜想三；分析比较实验步骤A、B、C，可以验证猜想二是正确的，并由此联想到，轮船的满载排水量越大（选填“大”或“小”），它的承载能力就越强．
（2）分析图中题中提供的信息，可知图E中物体所受的浮力大小为1.2N，计算可知盐水的密度是1.2×10³kg/m³
（3）实验中采用了控制变量的研究方法，下列问题的研究中，也用到这种方法的是C．
A、将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动
B、在研究磁场时，引入“磁感线”的概念
C、探究电流与电压、电阻的关系
D、用合力代替同一物体上所受到的几个力．

Answer 1

分析 （1）应用控制变量法分析图A、C、D所示实验与图A、B、C所示实验，根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论，然后分析答题；
（2）物体在盐水中受到的浮力大小等于在空气中弹簧测力计的示数减去浸没在盐水中时弹簧测力计的示数；根据图示实验求出物体在水与盐水中受到的浮力，然后根据浮力公式求出盐水的密度；
（3）当一个物理量跟多个影响因素有关时，我们通常只改变其中的某一个因素，而控制其余的所以因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物影响，这种研究问题的方法叫控制变量法．

解答 解：（1）分析比较实验步骤A、C、D实验可知，物体排开水的体积相同而物体浸没在水中的深度不同，根据F_浮=G-F可得物体受到的浮力相等，由此可知，物体受到的浮力与物体浸没在液体的深度无关，由此可知，猜想三是错误的；
分析比较实验步骤A、B、C，实验可知，物体浸入液体中的体积不同，根据F_浮=G-F可得物体受到的浮力不同，由此可知，物体受到的浮力与物体浸入液体中的体积有关，由此可知，猜想二是正确的；并由此联想到，轮船的满载排水量越大，它的承载能力就越强；
（2）物体在空气中时弹簧测力计示数2.8N，全部浸没在浓盐水中时弹簧测力计的示数为1.6N，因此物体在浓盐水中所受的浮力为F_浮′=G-G′=2.8N-1.6N=1.2N．
由图A、C所示实验可知，物体浸没在水中受到的浮力：F_浮=2.8N-1.8N=1N，
由图A、E所示实验可知，物体浸没在盐水中受到的浮力F_浮′=1.2N，
设物体体积为V，由浮力公式：F_浮=ρgV_排，F_浮=ρ_水gV，F_浮′=ρ_盐水gV，
则盐水的密度：ρ_盐水=$\frac{{F}_{浮}′{ρ}_{水}}{{F}_{浮}}$=$\frac{1.2N×1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}}{1N}$=1.2×10³kg/m³；
（3）初中物理使用控制变量法研究的物理实验很多，如：研究影响斜面机械效率大小的因素；电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关；故C正确；A将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动，是转换法；B在研究磁场时，引入“磁感线”的概念，是建立模型法；D用合力代替同一物体上所受到的几个力，是等效替代法；故ABD错误，故选C．
故答案为：（1）三；二；大；（2）1.2；1.2×10³；（3）控制变量；C．

点评 本题考查了弹簧测力计读数、实验现象分析、求盐水的密度，应用控制变量法分析图示实验、应用浮力公式即可正确解题．