探究浮力的大小跟哪些因素有關

張沫

探究浮力的大小與哪些因素有關實驗是物理課程標準提出的20個學生必做實驗之一。該實驗讓我們認識到猜想并不可靠，必須通過實驗來得出正確結論，培養了我們實事求是的科學態度及科學探究的能力。

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，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系。

注意事項

1. 換用不同的物體和液體重復實驗，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據時，手晃動影響測量結果;3. 是否完全浸沒對實驗沒有影響。

探究應用

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;

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進行實驗，發現測力計示數小于2 N，繼續將瓶子中的沙子倒掉一些，重復以上步驟，發現測力計示數始終小于2 N，便認為猜想3是正確的，小麗在該實驗環節中存在的問題是________________________。

解析：（1）輪船從江里駛入海里，由于江水與海水的密度不同，故可知物體所受浮力與液體的密度有關，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。

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，故該實驗環節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：遼寧省孤兒學校）