Question

3．在探究浮力的大小与哪些因素有关的实验中，小强做了如图所示的实验．

（1）根据甲、乙两图可知，物体在水中受到的浮力是1N；
（2）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水中，它所受浮力大小与浸入水中深度的关系如图丁所示，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浸入水中的深度有关；
结论三：当物体浸没于水后，浮力大小与进入水中的深度无关．
（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，如图戊所示，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．
实验步骤：
①用弹簧测力计钩挂住a或c，让物块浸入液体的深度为物块的$\frac{1}{3}$或$\frac{2}{3}$，读出并记录弹簧测力计的示数F₁；
②用弹簧测力计钩住b或d，让物块浸入液体的深度仍为物块的$\frac{1}{3}$或$\frac{2}{3}$，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（填“有关”或“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（填“有关”或“无关”）．

Answer 1

分析 （1）根据称量法测浮力的方法：F_浮=G-F_示求出物体在水中受到的浮力．
（2）根据阿基米德原理可知物体受到的浮力与液体密度和排开的液体体积有关．
（3）由图可知弹簧测力计的示数有一段随h的增大而增大，有一段随h的增大而不变，可总结出物体所受浮力与深度的关系．
（4）要探究物体所受浮力的大小和物体浸在液体中深度的关系，应控制液体的密度和物体排开液体的体积一定，最好的办法就是让同一个物体浸没在同种液体的不同深度处，测出浮力的大小，进行比较，得出结论．

解答 解：（1）由甲、乙图可知：G=2.8N，F_示=1.8N，
物体在水中的浮力：F_浮=G-F_示=2.8N-1.8N=1N；
（2）从图乙、丙可知，测力计示数不同，说明浮力不同，排开的液体体积相同，液体密度不同，所以从图乙、丙可知，浮力的大小与液体的密度有关．
（3）①由图象可知物块浸没前，物体排开的液体体积越大，物块所受的浮力越大；
②由图可知弹簧测力计的示数有一段随h的增大而不变（浸没后），故可得出：浸没在液体中的物体所受浮力大小与它所处深度无关．
 （4）分析论证：
①若F₁=F₂，根据F_浮=G-F_示可知，物体所受的浮力相同，而已知深度不同，说明：物体未浸没前，它所受浮力大小与深度无关；
②若F₁≠F₂，根据F_浮=G-F_示可知，物体所受的浮力不同，而已知深度不同，说明：物体未浸没前，它所受浮力大小与深度有关．
故答案为：（1）1；（2）液体密度；（3）深度；深度；（4）无关；有关．

点评 本题用到的知识点有浮力的计算、二力平衡、受力分析、阿基米德原理等，考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力，难度较大．