Question

6．某实验小组利用甲图所示的器材，来探究“浮力的大小与哪些因素有关”：
（1）选择器材，验证猜想：
探究一：只选择器材a、c、d、e，就可以探究“浮力的大小是否与物体浸在液体中的体积有关”；
探究二：只选择器材a、d、e、f （bdef或者cdef 均可以）（选填器材编号），就可以探究“浮力的大小是否与液体的密度有关”；
探究三：只选择器材a、b、d、e，就可以探究浮力的大小是否与物体的密度有关．

（2）在上述过程中采用的研究方法主要是C．
A．比值法 B．等效法C．控制变量法D．估算法
（3）完成以上探究后，他们又按乙图所示的步骤进行了测量物质密度的实验．

①称量出a金属块的重力G=F₁=4.8N；将它浸没在水中时，弹簧测力计的示数F₂=3.8N，则此时物体所受浮力为F_浮=1.0N；
②将a金属块浸没到煤油中，此时弹簧测力计的示数F₃=4.0N，由此可知煤油的密度为ρ_煤油=0.8×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根据称重法测浮力：F_浮=G-F_示，确定要用到测量的工具；
研究浮力的大小是否与液体的密度有关”，要控制排开液体的体积相同，只改变排开液体的密度，据此确定所用的器材；
分析器材a、b、e控制不变的量和变化的量，根据控制变量法可知，可以探究浮力的大小与变化量的关系；
（2）当被研究问题受多个因素影响时，研究问题和某一个因素的关系时要控制其他因素一定，这种方法叫控制变量法
（3）①根据测力计分度值读数
根据称重法测浮力，F_浮=G-F_示；
②根据称重法测浮力求出浸没在煤油中物体受到的浮力大小；根据阿基米德原理，F_浮=ρ_液gV_排，因排开液体体积等于物体的体积，根据物体在不同液体中受到的浮力与排开液体的密度成皮正比求煤油的密度．

解答 解：（1）根据称重法测浮力：F_浮=G-F_示，故要用到测力计；
研究浮力的大小是否与液体的密度有关”，要控制排开液体的体积相同，只改变排开液体的密度，
只选择器材a、d、e、f （bdef或者cdef 均可以），就可以探究“浮力的大小是否与液体的密度有关”；
器材a、b体积相同而物体本身的密度不同，器材e保证了液体密度不变，根据控制变量法可知，故只选择器材a、b、d、e，就可以探究浮力的大小是否与物体密度是否有关；
（2）上述过程中采用的研究方法主要是控制变量法；
（3）①称量出a金属块的重力G=F₁=4.8N；将它浸没在水中时，测力计分度值为0.2N，测力计的示数F₂=3.8N，则此时物体所受浮力为：
F_浮=G-F_示=4.8N-3.8N=1.0N；
②将a金属块浸没到煤油中，此时弹簧测力计的示数F₃=4.0N，F′_浮=G-F′_示=4.8N-4.0N=0.8N；根据阿基米德原理，F_浮=ρ_液gV_排，因排开液体体积等于物体的体积，故物体在不同液体中受到的浮力与排开液体的密度成皮正比，
$\frac{{F}_{浮}}{F{′}_{浮}}$=$\frac{{ρ}_{水}}{{ρ}_{煤油}}$，
煤油的密度为：
ρ_煤油=$\frac{F{′}_{浮}}{{F}_{浮}}$×ρ_水=$\frac{0.8N}{1.0N}$×1.0×10³kg/m³=0.8×10³kg/m³．
故答案为：（1）a、d、e、f  （bdef或者cdef 均可以）；
浮力的大小是否与物体的密度有关；
（2）C；
（3）①3.8； 1.0；
②0.8×10³．

点评 本题探究浮力的大小与哪些因素有关，考查称重法测浮力、控制变量法的运用、控制变量法的运用及阿基米德原理及密度公式的运用．