探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)

張沫

探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)實驗是物理課程標(biāo)準(zhǔn)提出的20個學(xué)生必做實驗之一。該實驗讓我們認(rèn)識到猜想并不可靠，必須通過實驗來得出正確結(jié)論，培養(yǎng)了我們實事求是的科學(xué)態(tài)度及科學(xué)探究的能力。

要點提煉

要點1：實驗原理：稱重法測浮力。先在空氣中測出物體的重力，再將物體浸入液體中，讀出彈簧測力計的示數(shù)，兩者之差為物體所受浮力，即[F浮=G-F示]。

要點2：實驗方法：控制變量法。（1）控制物體在液體中所處的深度和物體排開液體的體積相同，探究浮力大小與液體的密度的關(guān)系。（2）控制液體的密度和物體在液體中所處的深度相同，探究浮力大小與物體排開液體體積的關(guān)系。（3）控制液體的密度和物體排開液體的體積相同，探究浮力大小與物體浸入液體的深度的關(guān)系。

注意事項

1. 換用不同的物體和液體重復(fù)實驗，目的是避免實驗的偶然性，得出浮力大小影響因素的普遍性規(guī)律;2. 用鐵架臺固定彈簧測力計，避免用手拉彈簧測力計讀取數(shù)據(jù)時，手晃動影響測量結(jié)果;3. 是否完全浸沒對實驗沒有影響。

探究應(yīng)用

例 （2021·廣西·梧州）小麗用裝有沙子的柱形帶蓋塑料瓶探究浮力大小的影響因素。

（1）小麗列舉了以下3個常識，做出了3個猜想，其中符合常識2的是猜想 （填序號）。

（2）為了驗證上述猜想是否正確，小麗依次做了以下實驗，如圖所示。

①通過A、C實驗步驟，可知物體浸沒在水中所受浮力的大小是____________N;

②通過____________（填字母）實驗步驟，可得猜想2是____________（選填“正確”或“錯誤”）的;

③通過A、C、E實驗步驟，可探究物體所受浮力的大小與____________有關(guān);

④為驗證猜想3，小麗將瓶子中的沙子倒掉一些，接著她仿照步驟D進(jìn)行實驗，發(fā)現(xiàn)測力計示數(shù)小于2 N，繼續(xù)將瓶子中的沙子倒掉一些，重復(fù)以上步驟，發(fā)現(xiàn)測力計示數(shù)始終小于2 N，便認(rèn)為猜想3是正確的，小麗在該實驗環(huán)節(jié)中存在的問題是________________________。

解析：（1）輪船從江里駛?cè)牒＠铮捎诮c海水的密度不同，故可知物體所受浮力與液體的密度有關(guān)，故符合常識2的是猜想1。

（2）①由圖A可知，物體的重力為G = 4 N，由圖C可知，物體浸沒在水中時，彈簧測力計的拉力為F = 2 N，故物體浸沒在水中所受浮力大小為F浮 = G - F = 4 N - 2 N = 2 N。

②由B、C實驗步驟可知，液體密度不變時，物體排開液體的體積越大，彈簧測力計的拉力越小，即物體所受浮力越大，故可得猜想2是正確的。

③A、C、E實驗步驟中，物體排開液體的體積相同而液體的密度不同，物體所受浮力也不同，故可探究物體所受浮力大小與液體密度有關(guān)。

④將瓶子中的沙子倒掉一些后，再將其浸沒，此時彈簧測力計的示數(shù)減小，但將沙子倒掉后，此時瓶子與沙子的總重力也減小，故無法判斷其所受浮力是否變化，故該實驗環(huán)節(jié)中存在的問題是沒有測量倒掉一些沙子后瓶子與沙子的總重力。

答案：（1）1? ? （2）①2? ? ?② A、B、C? ? ?正確? ? ?③液體的密度? ? ?④沒有測量倒掉一些沙子后瓶子與沙子的總重力

（作者單位：遼寧省孤兒學(xué)校）