Question

小明利用如圖所示裝置研究“浮力大小與哪些因素有關(guān)”．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(shù)及利用溢水杯測量、計算后得到的浮力數(shù)據(jù)．

液體	實驗次數(shù)	金屬塊浸入 體積（cm3）	A彈簧測力計 示數(shù)（N）	B彈簧測力計 示數(shù)（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(shù)1與2、1與3、1與4可知：______．
（2）分析比較實驗次數(shù)______可知：當排開液體的體積相同時，物體受到的浮力跟______有關(guān)．
（3）分析比較表中B彈簧測力計示數(shù)的增加和金屬塊受到的浮力關(guān)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(guān)”，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(guān)．小明得出錯誤結(jié)論的原因是：他只關(guān)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(shù)據(jù)1與2、1與3、1與4可知，找出相同因素和不同因素，結(jié)合控制變量法的思想就可以得出結(jié)論；
（2）探究浮力大小與液體密度的關(guān)系，應(yīng)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(shù)據(jù)可知，第一組數(shù)據(jù)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(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)，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(shù)）和排開液體所受的重力相等（B彈簧測力計的示數(shù)減掉空燒杯的重力），據(jù)此得出結(jié)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(jié)論是不正確的．
解答：解：（1）比較數(shù)據(jù)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(shù)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(guān)系，因此可以得到的結(jié)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(guān)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(shù)據(jù)可知，B彈簧測力計示數(shù)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(jié)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(jié)論是不正確的，即：他只關(guān)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(yīng)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(jù)所受浮力的大小得出結(jié)論．