Question

（2013?虹口區(qū)二模）某小組同學(xué)通過實(shí)驗(yàn)研究圓柱體浸入液體的過程中彈簧測力計(jì)示數(shù)的變化情況．如圖所示，他們將圓柱體掛在測力計(jì)下，逐步增大圓柱體浸入液體的體積V_浸，讀出相應(yīng)的測力計(jì)示數(shù)F，并將數(shù)據(jù)記錄在表一中．然后他們多次改變液體的種類重復(fù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，并將數(shù)據(jù)記錄在表二和表三中．
表一（ρ₁=0.8×10³千克/米³） 表二（ρ₂=1.0×10³千克/米³）   表三（ρ₃=1.2×10³千克/米³）

實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	V浸 （厘米3）	F （牛）		實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	V浸 （厘米3）	F （牛）		實(shí)驗(yàn) 序號(hào)	V浸 （厘米3）	F （牛）
1	300	9.6		7	240	9.6		13	200	9.6
2	375	9.0		8	400	8.0		14	250	9.0
3	500	8.0		9	480	7.2		15	400	7.2
4	600	7.2		10	560	6.4		16	500	6.0
5	600	7.2		11	600	6.0		17	600	4.8
6	600	4.8		12	600	6.0		18	600	4.8

①分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1～4或7～11或13～17中測力計(jì)示數(shù)F與圓柱體浸入液體體積V_浸的關(guān)系及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：

測力計(jì)示數(shù)與V_浸有關(guān)，液體密度相同，V_浸越大，測力計(jì)示數(shù)越小

．
②分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)4、5或11、12或17、18中測力計(jì)示數(shù)F與圓柱體浸入液體體積V_浸的關(guān)系及相關(guān)條件發(fā)現(xiàn)，測力計(jì)示數(shù)不再發(fā)生變化，其原因是

V_浸不變，浮力不變

．試分析實(shí)驗(yàn)序號(hào)6中測力計(jì)示數(shù)反而變小的原因：

圓柱體接觸到了容器底，同時(shí)又受到了容器底的支持力

．
③分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)

8、15

或4、5、11、12、17、18中測力計(jì)示數(shù)和液體密度的關(guān)系及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：同一圓柱體浸入不同液體中，當(dāng)浸入液體體積V_浸相同時(shí)，液體密度越大，測力計(jì)示數(shù)F越�。�
④進(jìn)一步綜合分析表一、表二、表三的數(shù)據(jù)，并歸納得出結(jié)論．
（a）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、7、13或2、14或3、8或4、5、9、15或11、12、16測力計(jì)示數(shù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：

同一圓柱體浸入不同液體中，測力計(jì)示數(shù)相同，液體密度越大，V_浸越小

．
（b）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、7、13和2、14和3、8和4、5、9、15和11、12、16測力計(jì)示數(shù)及相關(guān)條件，可得出的初步結(jié)論是：

同種液體，測力計(jì)示數(shù)的變化與V_浸的變化比值不變，不同液體，密度越大，比值越大

．

Answer 1

分析：①比較幾組數(shù)據(jù)，分析測力計(jì)示數(shù)變化的影響因素得出結(jié)論；
②根據(jù)阿基米德原理，浸在液體中的物體受到的浮力等于物體排開液體的重力結(jié)合表格中數(shù)據(jù)進(jìn)行分析；
若物體與容器底接觸，除受浮力作用外，還受容器底的支持力，此時(shí)拉力會(huì)減��；
③要探究測力計(jì)示數(shù)與液體密度的關(guān)系，需使物體排開液體的體積相同；
④（a）分析1、7、13或2、14或3、8或4、5、9、15或11、12、16等數(shù)據(jù)中相同的量和不同的量找出結(jié)論；
（b）分析比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、7、13和2、14和3、8和4、5、9、15和11、12、16結(jié)合（a）中的結(jié)論進(jìn)行進(jìn)一步分析，找出定量關(guān)系．

解答：解：①實(shí)驗(yàn)序號(hào)1～4或7～11或13～17中，V浸在變大，測力計(jì)示數(shù)在變小，可得測力計(jì)示數(shù)與V_浸有關(guān)，液體密度相同，V_浸越大，測力計(jì)示數(shù)越��；
②實(shí)驗(yàn)序號(hào)4、5或11、12或17、18中，V_浸不再發(fā)生不變，說明此時(shí)物體已完全浸沒，受到的浮力不變，所以測力計(jì)示數(shù)也不變；
而表一中的6序號(hào)，物體接觸到了容器底，同時(shí)又受到了容器底的支持力，所以示數(shù)又更��；
③要得出同一圓柱體浸入不同液體中，當(dāng)浸入液體體積V_浸相同時(shí)，液體密度越大，測力計(jì)示數(shù)F越小，必須使V浸相同，液體密度不同，所以還可以選擇8、15；
④（a）實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、7、13和2、14和3、8和4、5、9、15和11、12、16測力計(jì)示數(shù)相同，V_浸不同，說明同一圓柱體浸入不同液體中，測力計(jì)示數(shù)相同，液體密度越大，
V_浸越小；
（b）由a知，測力計(jì)示數(shù)相同，液體密度不同，而V_浸不同，比較實(shí)驗(yàn)序號(hào)1、7、13和2、14和3、8和4、5、9、15和11、12、16的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，
表一中的1、3，

△F

△V浸

=

9.6N-8.0N

500cm3-300cm3

=8×10^-3N/cm³；1、4，

9.6N-7.2N

600cm3-300cm3

=8×10^-3N/cm³；
表二中的7、8，

△F

△V浸

=

9.6N-8.0N

400cm3-240cm3

=10×10^-3N/cm³；7、9，

9.6N-7.2N

480cm3-240cm3

=10×10^-3N/cm³；
表三中的13、14，

△F

△V浸

=

9.6N-9.0N

250cm3-200cm3

=12×10^-3N/cm³；13、15，

9.0N-7.2N

400cm3-200cm3

=12×10^-3N/cm³；
可得，同種液體，測力計(jì)示數(shù)的變化與V_浸的變化比值不變，不同液體，密度越大，比值越大．
故答案為：①測力計(jì)示數(shù)與V_浸有關(guān)，液體密度相同，V_浸越大，測力計(jì)示數(shù)越��；②V_浸不變，浮力不變；圓柱體接觸到了容器底，同時(shí)又受到了容器底的支持力；③8、15；④（a）同一圓柱體浸入不同液體中，測力計(jì)示數(shù)相同，液體密度越大，V_浸越��；（b）同種液體，測力計(jì)示數(shù)的變化與V_浸的變化比值不變，不同液體，密度越大，比值越大．

點(diǎn)評(píng)：此題是探究圓柱體浸入液體的過程中彈簧測力計(jì)示數(shù)的變化情況，根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康娜タ偨Y(jié)結(jié)論，同時(shí)考查了控制變量法在實(shí)驗(yàn)中的應(yīng)用．