Question

天津某中學物理興趣小組在探究影響浮力大小因素的活動中，同學們提出了如下三種猜想：
猜想1：浮力的大小與物體浸入液體中的體積有關(guān)；
猜想2：浮力的大小與液體的密度有關(guān)；
猜想3：浮力的大小與物體的重力大小有關(guān)；
實驗桌上有如下器材：彈簧測力計、燒杯、水、鹽水、細線，體積相同的鐵塊、銅塊、鋁塊各一塊（ρ_銅＞ρ_鐵＞ρ_鋁），利用上述器材同學們驗證了猜想1和猜想2是正確的．對于猜想3，馬虎同學進行了如下的實驗探究：
實驗：利用彈簧測力計、水和鹽水，測算出同一鐵塊浸沒在鹽水中受到的浮力大小和浸沒在水中受到的浮力大小不相等．
分析：由于鐵塊的重力大小不變，而鐵塊所受的浮力大小不等，所以鐵塊受到的浮力大小與鐵塊的重力大小無關(guān)．
結(jié)論：猜想3是錯誤的．
（1）馬虎同學的實驗過程是錯誤的，請你指出他的錯誤是________，根據(jù)他的實驗操作可以探究猜想________；
（2）請你利用實驗桌上提供的器材寫出探究猜想3的實驗步驟；
（3）請你根據(jù)可能出現(xiàn)的現(xiàn)象，寫出相應的實驗結(jié)論．

Answer 1

解：
（1）由馬虎同學的實驗過程可知，探究浮力的大小與物體重力關(guān)系時，只控制了物體浸入液體中的體積，沒有控制液體的密度和改變物體的重力，故它的實驗過程是錯誤的；
實驗中物體的重力和物體浸入液體中的體積不變，只改變了液體的密度，彈簧測力計的示數(shù)不同說明受到的浮力不同，故此實驗可以驗證浮力的大小與液體的密度有關(guān)．
故答案為：實驗時沒有控制液體的密度相等、沒有改變物體的重力；2．
（2）①用線拴好鐵塊，然后拴在彈簧測力計下，測出鐵塊的重G₁；
②將鐵塊浸沒水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)F₁，根據(jù)F_浮1=G₁-F₁可以算出鐵塊在水中受到的浮力；
③分別用線栓好鋁塊和銅塊掛在彈簧測力計下，重復步驟①②，可以算出它們在水中受到的浮力F_浮2、F_浮3．
（3）比較F_浮1、F_浮2、F_浮3的大小，如果它們相等，則浮力與物體的重力無關(guān)；若不相等，則浮力與物體的重力有關(guān)．
分析：（1）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．
（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掉浸入液體時彈簧測力計的示數(shù)．
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．