Question

小明同學用一個彈簧測力計、一個金屬塊、兩個相同的燒杯（分別裝有一定量的水和煤油），對浸在液體中的物體所受的浮力進行了探究．圖中表示探究過程及有關數據．
（1）分析圖B、C、D，說明浮力大小跟

物體排開的液體體積

有關．
（2）分析圖

D、E

，說明浮力大小跟液體密度有關．
（3）物體完全浸沒在煤油中所受的浮力是

2.4

N．
（4）小明還想探究“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：
步驟一：將鐵片放入盛水的燒杯中，鐵片下沉至杯底．
步驟二：將鐵片彎成“碗狀”再放入水中，它漂浮在水面上．
①通過分析可知，第一次鐵片受到的浮力

小于

第二次鐵片受到的浮力（選填“大于”、“等于”或“小于”）； 
②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

排開液體體積

對浮力大小的影響．

Answer 1

分析：（1）觀察彈簧測力計示數的變化和物體排開液體體積的變化，就能說明二者的關系；
（2）要說明浮力大小跟液體密度有關，應選擇不同液體，且都是全部浸沒，圖D、E符合要求；
（3）物體完全浸沒在煤油中所受的浮力可用圖A、E中彈簧測力計的示數之差算出；
（4）根據浮沉條件可比較鐵片受到的浮力與自身重力的關系，進而比較浮力；鐵片形狀改變后，其排開水的體積發(fā)生了變化，這才是浮力變化的真正原因．

解答：解：（1）圖B、C、D中，隨著物體排水體積的增大，彈簧測力計的示數在減小，說明浮力大小跟物體排開的液體體積有關；
（2）圖D、E中，物體完全浸沒，且兩種液體密度不同，符合探究浮力大小跟液體密度關系的要求；
（3）物體完全浸沒在煤油中所受的浮力F_浮=G-F_拉=10N-7.6N=2.4N；
（4）①鐵片下沉時浮力小于重力，第二次漂浮時浮力等于重力，所以第一次所受浮力小于第二次所受浮力；
②形狀的改變至使鐵片的排水體積發(fā)生了變化，因此，小明只關注形狀的變化，忽視了排水體積的變化，結論自然不可靠．
故答案為：（1）物體排開的液體體積；（2）D、E；（3）2.4；（4）①小于； ②形狀，排開液體體積．

點評：通過彈簧測力計讀出浮力大小，主要用到稱重法的表達式．此題中既探究浮力大小跟排開體積的關系，還探究與液體密度的關系，因此，控制變量法的運用依然是必須的；同樣，在探究有關鐵片受到的浮力時，正是因為忽視了變量的控制，才導致了錯誤結論的產生．