Question

【題目】某小組同學在學習了“阿基米德原理的應用”后，想探究輪船的吃水深度的影響因素。他們用如圖所示柱形容器來模擬輪船，此時可以認為該柱形容器的吃水深度等于容器底部到水面的距離。然后他們將不同質量的物塊放入不同底面積的柱形容器內。相關實驗數據記錄在下表中。

（1）根據實驗序號1與5（或2與6或3與7或4與8）相關現象和數據可得出的初步結論是：漂浮在水面上的不同柱形容器，_____。

（2）根據實驗序號_____相關現象和數據可得出的初步結論是：漂浮在水面上的同一柱形容器，容器底面積相同，所裝物塊質量越大，吃水深度越大。

分析（2）中的結論時，柱形容器的吃水深度與所裝物塊的質量沒有成正比關系的原因是：_____。

（3）為了找出隱含的正比關系，該小組同學分別計算了物塊質量增加量和吃水深度的增加量，分析實驗序號1、2、3與4（或5、6、7與8）可得出的結論是漂浮在水面上的同一柱形容器，____。

分析（3）中的結論時，組內同學認為現實生活中，上述結論仍不會成立。這一分析的依據是_______。

（4）完成上述實驗后，該小組同學發現同一艘輪船滿載質量相同的貨物，如圖所示吃水深度卻有幾個值。分析產生這一現象的原因是______。

Answer 1

【答案】所裝物塊質量相同，底面積越小，吃水深度越大 1、2、3與4或5、6、7與8 柱形容器自身有質量 吃水深度的增加量與所裝物塊質量的增加量成正比 現實中的輪船并不是柱形 航行水域的水的密度不同

【解析】

（1）根據實驗序號1與5（或2與6或3與7或4與8）相關現象和數據可知，當所放的物體質量相同時，柱形容器的底面積越小，浸入水中的深度越大，所以得出的初步結論是：漂浮在水面上的不同柱形容器，所裝物塊質量相同時，底面積越小，吃水深度越大。

（2）比較實驗序號1、2、3與4或5、6、7與8可知，當柱形容器底面積一定時，所裝的物體質量越大，浸入水中的深度越大，所以可得出的初步結論是：漂浮在水面上的同一柱形容器，容器底面積相同，所裝物塊質量越大，吃水深度越大。

柱形容器的吃水深度與所裝物塊的質量沒有成正比，原因是不能忽略柱形容器的本身質量，而增加量是正比的。

（3）分別比較計算實驗序號1、2、3與4中的物體質量增加量和浸入水中深度的增加量可知，物體質量每增加50g，吃水深度增加0.5cm，比較實驗序號5、6、7與8可知，物體質量每增加50g，吃水深度增加1.0cm，物塊質量增加量和吃水深度的增加量，所以可得出的結論是漂浮在水面上的同一柱形容器，吃水深度的增加量與所裝物塊質量的增加量成正比。

因為實際的輪船不是柱形的，當吃水深度不同時，其橫截面積是變化的，所以現實生活中，上述結論仍不成立。

（4）當同一艘輪船滿載質量相同的貨物時，根據浮沉條件知，漂浮時浮力等于重力，所以浮力是相等的，而如圖所示吃水深度卻有幾個值，即排水液體的體積不同，根據知，只能是液體的密度發生了變化，所以產生這一現象的原因是：航行水域的水的密度不同。