Question

6．在探究影響浮力大小因素的實驗中，同學們提出了下列3種猜想：
猜想1：浮力大小與物體浸入液體的體積有關(guān)．
猜想2：浮力大小與液體密度有關(guān)．
猜想3：浮力大小與物體的形狀有關(guān)．
（1）小紅將一塊重4.2N的鐵塊懸掛在彈簧測力計的掛鉤上緩慢放入水中，如圖甲、乙所示，說明猜想1是正確（選填“正確”或“錯誤”）的，這一過程中鐵塊下表面受到水的壓強將變大（選填“變大”、“不變”或“變小”）
（2）為了驗證猜想2，小紅將這個鐵塊浸沒在鹽水中，測力計示數(shù)如圖丙所示，丙圖中鹽水的密度是1.2×10³kg/m³（結(jié)果保留一位小數(shù)）．若將繩子剪斷，鐵塊在鹽水中將下沉（選填“上浮”、“懸浮”或“下沉”）．
（3）為了驗證猜想3，小明將同一橡皮泥做成不同形狀，先后放入水中，發(fā)現(xiàn)有的漂浮在水面上，有的下沉．由此得出結(jié)論：浮力的大小與物體的形狀有關(guān)，請指出他的實驗方法的錯誤：沒有控制橡皮泥浸入液體的體積相同．

Answer 1

分析 浮力的大小可能與物體浸入液體中的體積有關(guān)、可能與液體的密度有關(guān)、可能與物體的重力大小有關(guān)，實驗探究時必須采用控制變量法，即研究與其中一個因素的關(guān)系時，控制其它因素一定；根據(jù)稱重法可知，物體所受浮力的大小等于物體本身的重力減掉浸入液體時彈簧測力計的示數(shù)．

解答 解：（1）小紅將一塊重4.2N的鐵塊懸掛在彈簧測力計的掛鉤上緩慢放入水中，由甲圖可知，其示數(shù)為4N，乙圖的示數(shù)為3.7N，鐵塊浸入水中的體積越大，測力計的示數(shù)越小，故浮力的大小與鐵塊浸入水中的體積有關(guān)，猜想1是正確的；由公式p=ρgh可知，深度越深，壓強越大；
（2）石塊在水中所受到的浮力：F_浮=G-F_示=4.2N-3.7N=0.5N；石塊的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.5N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10/kg}$=0.5×10^-4m³，
石塊受到鹽水的浮力：F_浮′=4.2N-3.6N=0.6N，
由F_浮′=ρ_鹽水v_排g得：ρ_鹽水=$\frac{{F'}_{浮}}{{V}_{排}g}$=$\frac{0.6N}{0.5×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=1.2×10³kg/m³；
此時鐵塊受到的重力大于浮力，剪斷繩子后，鐵塊下沉．
（3）探究浮力與物體形狀是否有關(guān)，應控制物體排開液體的體積相同、液體密度相同而形狀不同，小明將同一個橡皮泥做成不同的形狀，先后放入水中，發(fā)現(xiàn)有的漂浮在水面上，有的下沉，他在實驗中沒有控制橡皮泥浸入液體的體積相同，因此得出的結(jié)論是錯誤的．
故答案為：（1）正確；變大；（2）1.2×10³；下沉；（3）沒有控制橡皮泥浸入液體的體積相同．

點評 本題利用了控制變量法解題：就是在研究和解決問題的過程中，對影響事物變化規(guī)律的因素和條件加以人為控制，只改變某個變量的大小，而保證其它的變量不變，最終解決所研究的問題．