1. 小金同学在探究浮力的大小与哪些因素有关时,提出了如下猜想:
猜想1:浮力大小与物体排开液体的体积有关;猜想2:浮力大小与液体的密度有关;
猜想3:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关。
为验证猜想,他利用弹簧测力计挂圆柱形物体进行实验如图甲,如图乙中的图线a为弹簧测力计的示数F与物体下表面浸入水中深度h的关系图像。
(1)由图乙图线a可知,浮力与有关,实验中,物体受到水产生的最大浮力为N。
(2)为了验证浮力大小与液体的密度的关系,他将水换成酒精重复上述实验,请你在图乙中画出物体在酒精中弹簧测力计的示数F与物体下表面浸入酒精中深度h的关系的大致图像。
(3)图丙的浮力秤是利用物体漂浮时$F_{浮}=G$原理工作的。当秤盘放上物体时,小筒浸在水中的深度为h,小筒重(包括秤盘)为$G_0$、圆柱形小筒横截面积为S,水的密度为$\rho$,则所称物体的重力为(用字母表示)。

1. (1) 物体排开液体的体积 4
(2)如图所示
[图1]
(3)$\rho Shg-G_0$
解析:(1)由图乙图线 a 可知,圆柱形物体排开水的体积越大,弹簧测力计的示数 F 越小,直到其浸没在液体中为止,所以,浮力与物体排开液体的体积有关;由图乙知,物体的重力为G=4.8 N,物体浸没在水中后,弹簧测力计的示数 F=0.8 N,物体所受的浮力大小为$F_{浮}=G-F=4.8\ \mathrm{N}-0.8\ \mathrm{N}=4\ \mathrm{N}$。(2)根据$F_{浮}=\rho_{液} gV_{排}$,在物体排开液体的体积一定时,液体的密度越小,受到的浮力越小,又根据称重法,弹簧测力计的示数 F 越大。水换成酒精($\rho_{酒精}=0.8\ \mathrm{g/cm}^3$),重复上述实验,下表面浸入深度相同时物体在酒精中弹簧测力计的示数 F 比在水中时要大,物体下表面浸入酒精中弹簧测力计的示数 F 与深度 h的关系大致图像在原图线的上方。(3)当秤盘放上物体时,物体的重力为$G_{物}$,小筒重(包括秤盘)为$G_0$,总重力为$G_{总}=G_{物}+G_0$,圆柱形小筒受到向上的浮力为$F_{浮}=\rho_{液} gV_{排}=\rho ghS$,则$G_{总}=F_{浮}=\rho ghS$,所称物体的重力为$G_{物}=\rho Shg-G_0$。

2. |探究实践 某校同学在学习“探究浮力大小的相关因素”后，对实验装置进行了如图所示的改进，其中A、B是弹簧测力计，C为重物，D为薄塑料袋（质量不计），E是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻璃管自制的溢水杯，杯中加入红色的水，F是可升降平台，G为铁架台。
(1)实验中，同学们逐渐调高平台F，使重物浸入水中的体积越来越大，观察到两个弹簧测力计示数变化情况为。
A. A增大，B减小 B. A减小，B增大 C. A不变，B增大 D. A、B均增大
(2)比较弹簧测力计A的示数变化量$\Delta F_A$和弹簧测力计B的示数变化量$\Delta F_B$，它们的大小关系是$\Delta F_A$（填“＞”“＜”或“=”）$\Delta F_B$。
(3)通过分析，你认为改进后的装置优点是什么？（写出一条即可）。

(4)为使实验结论具有普遍性，可以。

2. (1)B (2)= (3)可以形象观察到物体溢出液体体积的变化(合理即可) (4)换用不同的重物或液体进行多次实验
解析:(1)重物浸入水中的体积越来越大时,排开液体的体积变大,根据$F_{浮}=\rho_{液} gV_{排}$可知,重物受到的浮力变大,浮力$F_{浮}=G-F$,弹簧测力计 A 的示数减小。重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大,弹簧测力计 B 的示数增大。故 B 符合题意,ACD不符合题意。(2)根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,弹簧测力计 A 的示数变化量$\Delta F_A$等于浮力,弹簧测力计 B 的示数变化量$\Delta F_B$等于排开液体的重力,所以弹簧测力计 A 的示数变化量$\Delta F_A$和弹簧测力计 B的示数变化量$\Delta F_B$相等,$\Delta F_A=\Delta F_B$。(3) 改进实验中,使用可调节的平台,可以形象观察到物体溢出液体体积的变化;通过实验可知两个弹簧测力计示数的变化量相等,可得出$F_{浮}=G_{排}$,把水变为红色是为了增加可见度;使用铁架台是为了固定弹簧测力计,方便老师讲解等。(4)实验中为了得到普遍规律,需要换用不同的重物或液体进行多次实验,避免偶然性。