Question

在探究物體所受浮力大小的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)進(jìn)行了a、b、c、d四次測量，如圖一所示．

（1）從原理上講，________兩次彈簧秤測量的示數(shù)差與________兩次彈簧秤測量的示數(shù)差相等（選填a、b、c、d字母），但在實(shí)際測量中，這個(gè)示數(shù)差并不完全相等而略有差異，其可能的原因是：________．
（2）某小組同學(xué)對實(shí)驗(yàn)做了改進(jìn)設(shè)計(jì)，如圖二：在鐵架臺上懸掛兩個(gè)規(guī)格相同的彈簧秤，C為薄塑料袋（質(zhì)量不計(jì)），D是用大號飲料瓶、帶孔橡皮塞以及彎曲玻璃管自制的溢水杯，M是升降平臺（可使溢水杯緩慢上升、下降）．實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們通過升降平臺，改變重物浸入水中的深度，觀察、記錄、比較彈簧秤A和B示數(shù)，即可得出物體所受浮力大小的規(guī)律．
與圖一實(shí)驗(yàn)相比，請簡要說明改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)具有哪些優(yōu)勢？（至少寫出兩條）
（3）實(shí)驗(yàn)中，他們做出了彈簧秤A的拉力F與物體下表面所處深度h的關(guān)系的圖象，如圖三所示．從圖象可知，當(dāng)物體所處深度為8cm時(shí)，物體受到的浮力是________N．

Answer 1

解：（1）圖一中，c的示數(shù)減a的示數(shù)是物體所受的浮力，d的示數(shù)減b的示數(shù)是物體排開的水重，這是我們此次實(shí)驗(yàn)研究的主要物理量，造成兩次結(jié)果略有差異的原因可能是不能完全收集溢出的水、讀數(shù)不準(zhǔn)確、彈簧秤的精度不高等；
（2）改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)步驟更簡便了，現(xiàn)象更直觀了，也有利于減小測量誤差，而且可多次連續(xù)測量，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論更有說服力；
（3）觀察圖象可知，物體的重力為4.5N，物體下表面所處深度h=8cm時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)為3N，故物體所受浮力為4.5N-3N=1.5N；
故答案為：（1）a、c；b、d；不能完全收集溢出的水、讀數(shù)不準(zhǔn)確、彈簧秤的精度不高等；（答出一條即可）
（2）①幾乎可以收集全部溢出的水；
②實(shí)驗(yàn)步驟少，操作簡便；
③現(xiàn)象直觀，讀數(shù)方便，易于總結(jié)結(jié)論；
④可以連續(xù)多次測量重物在不同位置時(shí)受到浮力大小及排開水的重力多少，使得實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有說服力等．
（3）1.5．
分析：（1）圖一是阿基米德原理實(shí)驗(yàn)的過程，主要是比較物體所受浮力與排開的水的重力的大小．造成誤差的原因可能是多方面的，可分別從儀器本身、操作過程等方面進(jìn)行分析；
（2）改進(jìn)后的實(shí)驗(yàn)，步驟更簡便了，現(xiàn)象更直觀了，也有利于減小測量誤差，而且可多次連續(xù)測量，得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論更有說服力；
（3）通過讀圖，用物體在空氣中的重力，減去當(dāng)h=8cm時(shí)彈簧測力計(jì)的拉力，就可以得到它受的浮力．
點(diǎn)評：在這一實(shí)驗(yàn)中，主要探究了浮力的大小與物體排開液體的關(guān)系，浮力的大小是通過稱重的方法得出的，這一點(diǎn)是本實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)．實(shí)驗(yàn)中出現(xiàn)誤差是不可避免的，但我們卻可以通過改進(jìn)實(shí)驗(yàn)儀器、操作步驟等盡量減小誤差．同時(shí)，本實(shí)驗(yàn)來考查了對相關(guān)坐標(biāo)圖象的分析，學(xué)會分析此類圖象，對我們理解浮力大小與物體排開液體的多少、浸沒深度等的關(guān)系很有幫助．