题目内容
【题目】在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,提出了如下的多种猜想:
![]()
A. 可能与物体浸没在液体中的深度有关;
B. 可能与物体的密度有关;
C. 可能与物体的体积有关;
D. 可能与物体浸在液体中的体积有关;
E. 可能与液体的密度有关;
为了验证上述猜想,小明利用下列器材做了如图所示的实验.
器材:体积相等的铁块、铜块,弹簧测力计,一杯水,一杯盐水,细绳.
(1)分析比较实验③④,可以验证猜想______是正确的:分析比较实验④⑤,可以验证猜想_____是错误的(选填序号字母);
(2)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想________________是错误的;
(3)分析比较实验_______可得:浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关;
(4)由图知:铁块浸没在水中受到的浮力是____,盐水的密度为________kg/m3;
(5)该实验探究主要运用的科学探究方法是:________________________。
【答案】 D A B ⑥⑦ 2.0N 1.2×103 控制变量法
【解析】(1)在实验③④中,都是浸没在水中,液体密度相同,但排开水的体积不同,V排③ <V排④,计算浮力可知,F浮③=1.0N<F浮④=2.0N,说明物体受到的浮力与排开液体的体积有关,即猜想D是正确的;在实验④⑤中,液体的密度相同,排开液体的体积相同,但物体浸没在液体中的深度不同,此时,弹簧测力计的示数相同都是1.0N,计算可知,F浮④=F浮⑤=2.0N,说明物体受到的浮力与物体浸没在液体中的深度无关,即猜想A是错误的;
(2)在实验①⑤中,铁块完全浸没在水中,计算可知,F浮⑤=2.0N,在实验②⑥中,铜块完全浸没在水中,计算可知,F浮⑥=2.0N,比较可知,铁块和铜块排开水的体积相同,液体的密度相同,受到的浮力相同,说明物体受到的浮力与物体的密度无关,即猜想B错误;
(3)研究物体所受浮力的大小与液体的密度有关,需控制排开液体的体积相同,浸没在不同液体中;实验⑥⑦中,铜块排开液体的体积相同,浸没在不同的液体(水、盐水)中,弹簧测力计的示数不同,即浮力不同,说明物体所受浮力的大小与液体的密度有关;
(4)由图①④可知:铁块完全浸没在水中时受到的浮力F浮铁 =G铁-F=3.0N-1.0N=2.0N;由②⑥可知,铜块浸没在水中受到的浮力F浮=4N-2N=2N,∵F浮=ρ水gV排,∴铜块的体积V=V排=F浮/ρ水g,由②⑦可知,铜块浸没在盐水中受到的浮力F浮′=4N-1.6N=2.4N,∵F浮′=ρ盐水gV排,∴盐水的密度ρ盐水 =F浮′/gV排=F浮′/g×F浮/gρ水=F浮′ρ水/F浮=2.4N×1/103kg/m3/2N=1.2×103kg/m3;
(5)当研究一个物理量同时与多个因素有关时,则采用控制变量法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决。