【分析】
1. 对于问题(1):先观察甲、乙、丙三次实验的变量与不变量,三次实验液体均为水(密度相同),物体浸入液体的体积不同(乙中部分浸入,丙中完全浸入),弹簧测力计示数不同。根据称重法$F_{浮}=G-F_{拉}$可计算出浮力大小不同,因此是探究浮力与排开液体体积的关系。需通过控制液体密度不变,改变排开液体体积,对比浮力变化得出结论。
2. 对于问题(2):要探究浮力与物体浸没深度的关系,需控制液体密度、物体排开液体的体积相同,改变浸没深度。甲测物体重力,丙、丁中物体均完全浸没在水中,排开体积相同,浸没深度不同,但弹簧测力计示数相同,说明浮力相同,因此选择这三次实验。
3. 对于问题(3):观察丙、戊实验,物体均完全浸没,排开液体体积相同,液体分别是水和盐水(密度不同),弹簧测力计示数不同,浮力不同,因此是探究浮力与液体密度的关系,通过对比数据得出结论。
【解析】
(1)甲、乙、丙三次实验中,液体为同种液体(水),密度不变,物体排开液体的体积逐渐增大。根据称重法计算浮力:
$F_{浮乙}=G-F_{示乙}=9N-8.5N=0.5N$,
$F_{浮丙}=G-F_{示丙}=9N-8N=1N$,
可见排开液体体积越大,浮力越大。因此这三次实验是为了探究浮力的大小与排开液体体积的关系,结论是:在液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大。
(2)探究浮力与物体浸没深度的关系,需控制液体密度、排开液体体积相同,改变深度。甲测出物体重力,丙、丁中物体均完全浸没在水中,排开体积相同,浸没深度不同,弹簧测力计示数均为8N,说明浮力相同,与深度无关。因此选择甲、丙、丁三次实验。
(3)丙、戊实验中,物体均完全浸没在液体中,排开液体体积相同,液体分别为水和盐水(密度不同)。计算浮力:
$F_{浮丙}=1N$,
$F_{浮戊}=G-F_{示戊}=9N-7.8N=1.2N$,
可见液体密度越大,浮力越大。因此此实验还探究了浮力的大小与液体的密度的关系,结论是:在物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
【答案】
(1) 排开液体体积;在液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大
(2) 甲、丙、丁
(3) 液体的密度;在物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大
【知识点】
1. 影响浮力的因素
2. 控制变量法
3. 称重法测浮力
【点评】
本题是探究影响浮力大小因素的经典实验题,核心考查控制变量法的应用,需要学生准确识别实验中的变量与控制量,结合称重法判断浮力大小,从而得出实验结论,有助于培养学生的实验分析与逻辑推理能力。
【难度系数】
0.7