Question

在“探究浮力的大小與哪些因素有關”時，同學們提出了如下的猜想：
①可能與物體浸入液體的深度有關；
②可能與物體的重力有關；
③可能與物體的體積有關；
④可能與物體浸入液體的體積有關；
⑤可能與液體的密度有關．
物理興趣小組的李明為了驗證上述猜想，做了如圖所示的實驗：他在彈簧測力計下端掛一個鐵塊，依次把它緩緩地浸入水中不同位置，在這一實驗中：
（1）鐵塊從位置1～2～3的過程中，彈簧測力計的示數

變小

，說明鐵塊受到的浮力

變大

；從位置3～4的過程中，彈簧測力計的示數

不變

，說明鐵塊受到的浮力

不變

．（填“變大”、“變小”或“不變”）
（2）通過這一實驗可以驗證上述猜想

④

是正確的，猜想

①

是不正確的（填上面猜想的序號）．
（3）有幾個同學看到實驗場景1～2后，認為“在物體沒有完全浸沒時，物體所受的浮力與物體在液體中所處的深度有關．”李明總覺得這個說法不對，但又找不到有力的證據．請你幫他設計簡單的實驗方案．說明這種說法是錯的．（作簡圖說明或說明實驗方案）

Answer 1

分析：（1）通過讀圖，結合稱重法的原理，可以判斷彈簧測力計示數的變化及浮力的變化情況；
（2）浮力的大小只跟兩個因素有關，即物體排開液體的體積和液體的密度，因此各猜想中只有最后兩個是正確的，通過實驗也驗證了這兩種說法；
（3）根據F_浮=ρ_水gV_排，浮力大小其實是由物體浸入水中的體積決定的，所以在設計實驗時，要得到浮力與液體在液體中的深度無關，使液體浸入液體中的深度不同，且深度大，浸入液體的體積反而小．

解答：解：（1）讀圖可知，鐵塊從位置1-2-3的過程中，排開液體的體積逐漸增大，因此，彈簧測力計的示數會逐漸變小，根據F_浮=G-F_拉，說明浮力在變大；
從位置3-4的過程中，鐵塊都是完全浸沒，排開的液體體積不再變化，只改變其深度，彈簧測力計的示數不會改變，說明鐵塊受到的浮力不變；
（2）由（1）分析知，在同一液體中，物體浸入液體中的體積越大，受到的浮力越大，猜想④正確；完全浸沒時，浸入水中的深度不同，但所受到的浮力相同，可知猜想①錯誤；
（3）如圖，

兩物體均未完全浸沒，物體浸入水中的深度不同，第二次浸入的深度較小，但所受浮力較大，可知在物體沒有完全浸沒時，物體所受的浮力與物體在液體中所處的深度無關．
故答案為：（1）變小；變大；不變；不變；（2）④；①；（3）對于同一個物體，如上圖所示情況，在沒有完全浸沒的情況下，浮力大小仍與所處的深度無關．

點評：此實驗中主要通過探究了浮力的大小與哪些因素有關，操作簡單、現象明顯，實驗中要明確觀察的重點應放在觀察物體浸沒的程度、彈簧測力計的示數變化，并尋找它們之間的變化關系，最終分析出正確的結論．