Question

9．小王为了探究圆柱体在水中不同深度所受浮力变化情况，如图所示，小王将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中（水足够深），在圆柱体接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F，实验数据如表：

次数	1	2	3	4	5	6	7
h（cm）	0	2	4	6	8	10	12
F（N）	6.75	6.25	5.75	5.25	4.50	4.50	4.50

（1）小王分析表中实验数据后，发现有一次弹簧测力计读数存在问题，请你帮忙找出是第5次的弹簧测力计读数存在问题；由实验数据也可推理得出圆柱体恰好浸没时下表面所处的深度h是9cm．
（2）改正数据后，综合分析表中数据，可以得到圆柱体在水中不同深度所受浮力变化情况的实验结论：浸没前圆柱体在水中所受浮力与深度成正比；浸没后与深度无关．
（3）小王又做了其他影响浮力大小因素的实验，根据以下图示操作回答：
a．若研究浮力的大小与物体浸没深度的关系，可选用的操作是①③④．
b．若选用的操作是①③⑤，可研究浮力大小与液体密度的关系；

Answer 1

分析 （1）在前四次实验中随着物体浸入水中的深度不断增加，它排开的液体的体积不断增加，浮力的大小也不断增加，并且成正比例关系，根据此规律分析错误的数据和刚浸没时的深度．
（2）影响浮力的因素是：液体的密度和排开液体的体积，在探究物体在水中不同深度所受浮力的变化情况时，应采用控制变量法，应控制液体的密度不变，排开液体的体积不变，只改变了物体浸入的深度；探究浮力的大小与液体密度的关系时，应控制排开液体的体积不变，只改变液体的密度．

解答 解：（1）在前四次实验中随着物体浸入水中的深度不断增加，它排开的液体的体积不断增加，浮力的大小也不断增加，并且成正比例关系，在第五次实验时浮力与深度不成正比了，因此第五次弹簧测力计读数存在问题，根据题目中的数据，当深度改变2cm时弹簧测力计的示数就改变0.5N，因此第五次应该为4.75N，第六次示数改变了0.25N，因此圆柱体刚好完全浸没时的深度应该为9cm；
（2）影响浮力的因素是：液体的密度和排开液体的体积，在探究物体在水中不同深度所受浮力的变化情况时，应采用控制变量法，应控制液体的密度不变，排开液体的体积不变，只改变了物体浸入的深度；因此应选用①③④；在探究浮力的大小与液体密度的关系时，应控制排开液体的体积不变，只改变液体的密度．因此①③⑤是在排开液体体积相同的情况下，只改变了液体的密度，从而探究出浮力与液体密度的关系．
故答案为：（1）5；9；（3）①③④；液体的密度．

点评 本题的目的就是考查学生对探究影响浮力大小因素的实验，还有学生对控制变量法应用的灵活程度．控制变量法在实验探究中经常用到，所以我们一定要掌握好．