Question

“遠征號”核潛水艇依靠核能提供的動力航行，它可以在海水中潛行，也可以在海面上航行．對此，小紅對潛水艇的浮力大小作了如下猜想：
A．浮力的大小可能與潛水艇排開液體的體積有關；
B．浮力的大小可能與潛水艇浸在液體里的深度有關；
C．浮力的大小可能與不同海域的海水密度有關；
D．浮力的大小可能與潛水艇的形狀有關；
接著，小紅利用彈簧測力計、燒杯、橡皮泥A、細線、水、鹽水進行了如圖所示的模擬實驗，請你根據小紅的模擬實驗進行分析：
（1）你可以選用序號為______的兩次實驗得出浮力大小與______的關系．
得出的實驗結論是：______．
（2）小紅選用了序號為④和⑧的兩次實驗來探究浮力大小與物體形狀的關系，你認為她的做法______（選填“正確”或“不正確”），原因是她只關注了______的改變，而忽視了______對浮力大小的影響．
（3）小紅在設計本實驗時，采用的研究方法是______．
A．控制變量法   B．轉換法   C．建立物理模型法    D．等效替代法
（4）圖⑥中A物體受到的浮力為______N．

Answer 1

【答案】分析：（1）浸入液體中的物體受到的浮力與排開液體的體積和液體的密度有關、與浸沒的深度無關，實驗探究時應采用控制變量法；
（2）根據彈簧測力計的示數，利用稱重法求出物體A受到的浮力．
解答：解：
（1）當選用實驗②③或⑦⑧時，液體相同時，物體排開液體的體積越大彈簧測力計的示數越小，根據稱重法可知物體受到的浮力越小，故可得結論物體排開液體的密度相同時，排開液體的體積越大受到的浮力越大；
當選用實驗③④或⑤⑥時，物體排開液體的體積和液體的密度相同時，浸沒的深度不同時，彈簧測力計的示數不變，根據稱重法可知物體受到的浮力不變，故可得結論物體受到的浮力與浸沒的深度無關；
當選用實驗④⑤時，物體排開液體的體積相同時，液體的密度不同，彈簧測力計的示數不同，根據稱重法可知受到的浮力不同，故可得結論，物體排開液體的體積相同時，液體的密度越大物體受到的浮力越大；
（2）小紅選用了序號為④和⑧的兩次實驗來探究浮力大小與物體形狀的關系時，她只關注了改變物體的形狀，而忽視了控制物體排開液體體積對浮力大小的影響，故得出的實驗結論是錯誤的；
（3）小紅在設計本實驗時，采用的研究方法是控制變量法；
（4）圖⑤中A物體受到的浮力：F_浮=G-F′=4.0N-2.8N=1.2N，
圖⑥中金屬塊與容器的底部接觸，受到的浮力不能用稱重法測量，
但⑤⑥中金屬塊排開鹽水的體積和鹽水的密度不變，根據F_浮=ρgV_排可知，此時金屬塊受到的浮力為1.2N．
故答案為：
（1）②③或⑦⑧；液體密度；物體排開液體的密度相同時，排開液體的體積越大受到的浮力越大（答案不唯一）；
（2）不正確；改變物體的形狀；物體排開液體體積；
（3）A；
（4）1.2．
點評：本題考查了探究影響浮力大小因素的實驗，涉及到了浮力的計算，關鍵是實驗探究和實驗結論的描述中控制變量法的應用，控制變量法是初中物理中最重要的實驗方法之一，學習時一定注意掌握和應用．