多功能肥皂

肥皂是常见的生活用品，它除了能清洗衣物，美化我们的生活，在物理实验中，也扮演着多重角色，现举例如下。

题目：在课外实践活动中，小明带了一块已切成长方体的肥皂(如图1甲所示，前后面保留了凹下去的字)做了以下实验。

(1)测肥皂的密度

①小明需要的测量工具是——、——。②小明测出了相关物理量，他计算密度的表达式应为——。(用直接测量的物理量表达)。③用上面方法测出的密度——(偏大/偏小)。

(2)探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小的关系

小明提出了以下设计方案：①在肥皂的侧面安装一个拉钩，如图1乙所示，将没有字的一面放在水平桌面上，用弹簧测力计拉着它做匀速直线运动，读出其读数为F1；②用小刀将有字的部分削平后放在同一水平桌面上(接触面的粗糙程度与①相同)，如图1丙，用弹簧测力计拉着它做匀速直线运动，读出其读数为F2；③比较得出结论：若F1和F2不等，则说明滑动摩擦力的大小与接触面积大小有关；若F1和F2相等，则说明滑动摩擦力的大小与接触面积大小无关。

小红认为这个设计方案不妥，你能说出其原因吗?——。

提出你的改进方法：——。

(3)小明又制了一些肥皂液，他用吸管向空中吹出肥皂泡时，发现美丽的肥皂泡总是先上升后下降，你能帮助小明解释原因吗?——。

解答：(1)在测量密度的实验中由于肥皂已切成长方体，测长、宽、高，可算出体积，再利用天平可测出质量，由于前后面保留了凹下去的字，所以测出的体积偏大，密度偏小。答案为：①天平刻度尺；②p=m/(a·b·c)；③偏小。

(2)本实验在探究滑动摩擦力的大小与接触面积大小的关系时，应控制使压力相等，当用小刀将有字的部分削平后改变了压力，所以应该削平，在压力一定的情况下进行实验。答案为：没有控制压力的大小相同肥皂的侧面安装一个拉钩后，先做步骤②，再做步骤①。

(3)用吸管吹出肥皂泡时，吹进去的热气体密度比空气小，肥皂泡受到的浮力大于重力而上升；肥皂泡上升过程中，里面的气体温度降低，体积变小，肥皂泡受到的浮力变小，当浮力小于重力一段时间后，肥皂泡下降。