Question

小明利用如圖所示裝置研究“浮力大小與哪些因素有關”．實驗時，他把金屬塊C浸入甲、乙兩種液體中，下表記錄的是實驗中金屬塊浸入的體積和A、B彈簧測力計的示數及利用溢水杯測量、計算后得到的浮力數據．

液體	實驗次數	金屬塊浸入 體積（cm3）	A彈簧測力計 示數（N）	B彈簧測力計 示數（N）	金屬塊受到的 浮力（N）
甲	1		5.0	5.0
	2	10	4.5	5.5	0.5
	3	20	4.0	6.0	1.0
	4	40	3.0	7.0	2.0
乙	5		5.0	5.0
	6	10	4.6	5.4	0.4
	7	20	4.2	5.8	0.8
	8	40	3.4	6.6	1.6

（1）分析比較實驗次數1與2、1與3、1與4可知：______．
（2）分析比較實驗次數______可知：當排開液體的體積相同時，物體受到的浮力跟______有關．
（3）分析比較表中B彈簧測力計示數的增加和金屬塊受到的浮力關系，還可知：______．
（4）小明又想探究“物體受到的浮力與其形狀是否有關”，他找來薄鐵片、燒杯和水進行實驗．實驗步驟如下：
①將鐵片放入盛水的燒杯中，鐵片下沉至杯底．②將鐵片彎成“碗狀”再放入水中，它漂浮在水面上．通過分析可知，第一次鐵片受到的浮力______第二次鐵片受到的浮力（選填“大于”、“等于”或“小于”）；小明得出：物體受到的浮力與其形狀有關．小明得出錯誤結論的原因是：他只關注了鐵片形狀的改變，忽視了______對浮力大小的影響．

Answer 1

【答案】分析：（1）比較數據1與2、1與3、1與4可知，找出相同因素和不同因素，結合控制變量法的思想就可以得出結論；
（2）探究浮力大小與液體密度的關系，應控制物體排開液體的體積相同，改變液體密度，比較浮力變化．
（3）由表中數據可知，第一組數據中A彈簧測力計測得是金屬塊的重力，表彈簧測力計測的是空燒杯的重力；
在每一組數據中發現，金屬塊受到的浮力（金屬塊的重力減掉此時A彈簧測力計的示數）和排開液體所受的重力相等（B彈簧測力計的示數減掉空燒杯的重力），據此得出結論；
（4）利用浮沉條件，步驟一鐵片下沉說明F_浮1＜G，步驟二鐵片漂浮說明F_浮2=G，所以F_浮1＜F_浮2；步驟二把“碗狀”鐵片浮在水面上，沒有全浸入，這樣雖然改變了形狀，但沒有控制排開液體的體積不變，所以得出結論是不正確的．
解答：解：（1）比較數據1與2、1與3、1與4可知，液體的種類（密度）相同，浸沒液體中的深度不同，即物體排開液體的體積不同，彈簧測力計的示數不同說明受到的浮力不同，且物體受到的浮力與排開液體的體積成正比關系，因此可以得到的結論是：同種液體，浮力與排開液體的體積成正比；
（2）探究浮力大小與液體密度的關系，采用控制變量法的思想，控制物體排開液體的體積相同，液體的種類不同，符合條件的是2、6或3、7或4、8．
（3）分析數據可知，B彈簧測力計示數的增加值，即金屬塊排開液體的重力和金屬塊受到的浮力相等，
故得出結論：浸在液體中的物體所受的浮力等于排開液體所受的重力；
（4）①第一次：鐵片下沉說明F_浮1＜G，第二次：鐵片漂浮說明F_浮2=G，所以F_浮1＜F_浮2；
②本探究實驗把鐵片彎成“碗狀”，改變了形狀，雖然都是水，但沒有全浸入，兩次排開液體的體積不同，所以得出結論是不正確的，即：他只關注了鐵片形狀的改變，忽視了排開水的體積對浮力大小的影響．
故答案為：（1）同種液體，浮力與排開液體的體積成正比；（2）2、6或3、7或4、8；液體密度；（3）浸在液體中的物體所受的浮力等于排開液體所受的重力；（4）小于；排開液體體積．
點評：本題考查了物體的浮沉條件的靈活應用和探究影響浮力大小因素的實驗，一般采用控制變量法的思想，探究時注意抓住變量和不變量，根據所受浮力的大小得出結論．