Question

11．某班同學(xué)在探究“浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們提出了如下猜想：
猜想一：浮力大小與液體密度有關(guān)
猜想二：浮力大小與物體所受的重力有關(guān)
猜想三：浮力大小與物體浸入液體的體積有關(guān)
為了驗(yàn)證猜想，老師提供如下器材：彈簧測力計(jì)、燒杯、足量的水、足量的鹽水、足量的酒精、密度大于鹽水的同種材料制成的塑料塊3個(gè)（體積分別為50cm³、60cm³和70cm³）、細(xì)線若干．
請你幫同學(xué)們完成下列任務(wù)：
（1）寫出探究“猜想二”的實(shí)驗(yàn)方案；
（2）設(shè)計(jì)出探究“猜想一”的記錄數(shù)據(jù)表格．

Answer 1

分析 （1）浮力的大小可能與液體的密度有關(guān)、可能與物體的重力有關(guān)、可能與物體浸入液體中的體積有關(guān)，實(shí)驗(yàn)探究時(shí)必須采用控制變量法，即研究與其中一個(gè)因素的關(guān)系時(shí)，控制其它因素一定．
（2）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去浸入液體時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)．
（3）根據(jù)需要測量的物理量，設(shè)計(jì)出記錄數(shù)據(jù)的表格．

解答 解：（1）猜想二：浮力大小與物體所受的重力有關(guān)；
要探究猜想二，需要控制液體密度相同（如都用水做實(shí)驗(yàn)）、物體浸入液體的體積相同，而物體所受的重力不同，即用3個(gè)體積不同的塑料塊做實(shí)驗(yàn)，分別測量它們所受的浮力，測量浮力大小時(shí)需用稱重法；
如何控制物體浸入液體的體積相同是設(shè)計(jì)該實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵和難點(diǎn)，由于3個(gè)塑料塊的體積不同，故不能把塑料塊浸沒在液體中；因?yàn)槲矬w浸入液體中會(huì)使得液面升高，所以可借助液面升高相同的高度來控制物體浸入液體的體積相同；實(shí)驗(yàn)器材中有細(xì)線，可用細(xì)線來作標(biāo)記，每次實(shí)驗(yàn)時(shí)液面都上升到標(biāo)記處，再讀出此時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)．
器材：彈簧測力計(jì)、三個(gè)體積分別為50cm³、60cm³和70cm³的塑料塊、燒杯、水、細(xì)線若干；
所以，實(shí)驗(yàn)方案如下：
①將體積分別為50cm³、60cm³和70cm³的塑料塊分別掛在彈簧測力計(jì)下，記下彈簧測力計(jì)的示數(shù)分別為G₁、G₂、G₃；
②用燒杯取適量的水，并在水面上方適當(dāng)?shù)奈恢糜眉?xì)線做好標(biāo)記，將掛在彈簧測力計(jì)下的塑料塊分別浸入水中，讀出水面上升到標(biāo)記時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)分別為F₁、F₂、F₃；
③利用F_浮=G-F求出每次浮力的大小，分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論．
（2）猜想一：浮力大小與液體密度有關(guān)
要探究猜想一，需要控制物體浸入液體的體積相同、物體所受的重力相同（即用同一塑料塊做實(shí)驗(yàn)），而液體的密度不同（用不同液體做實(shí)驗(yàn)），分別測量該塑料塊所受的浮力，測量浮力大小時(shí)需用稱重法；
故需要記錄的數(shù)據(jù)有：物體浸入液體的體積、物體所受的重力、液體的密度、塑料塊的重力、彈簧測力計(jì)的示數(shù)和浮力，實(shí)驗(yàn)次數(shù)至少3次；據(jù)此得到探究“猜想一”的記錄數(shù)據(jù)表格；
                                                利用同一塑料塊做實(shí)驗(yàn)

次數(shù)	物體浸入液體的體積V排/m3	液體的密度ρ/（kg•m-3）	塑料塊的重力G/N	彈簧測力計(jì)的示數(shù)F/N	浮力 F浮/N
1	相同
2	相同
3	相同

故答案為：（1）“猜想二”的實(shí)驗(yàn)方案，見上面解答過程；
（2）探究“猜想一”的記錄數(shù)據(jù)表格，見上面解答過程．

點(diǎn)評 本題通過給出的一些實(shí)驗(yàn)器材和要求，考查了學(xué)生根據(jù)實(shí)驗(yàn)原理和實(shí)驗(yàn)器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案和數(shù)據(jù)記錄表格的能力，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)過程中特別要注意控制變量法的運(yùn)用，這是解題的關(guān)鍵．