Question

9．同學(xué)們在探究“影響浮力大小的因素”時，進(jìn)行了如下的實(shí)驗．
（1）器材如圖乙，質(zhì)地均勻的長方體物塊帶有標(biāo)記線A、B（ρ_物＞ρ_水）．根據(jù)實(shí)驗數(shù)據(jù)小東得出了“浮力大小與物體排開液體的體積”的定性結(jié)論，請你寫出他得出結(jié)論的分析過程．
（2）小紅對實(shí)驗數(shù)據(jù)進(jìn)行了進(jìn)一步的分析，得出“物體浸沒前，浮力的大小與物體浸在液體的深度也有關(guān)系”的結(jié)論．你認(rèn)為這個結(jié)論得出的分析過程是否科學(xué)？請說明理由．
（3）小方用實(shí)驗驗證了“小紅的結(jié)論”不正確．他對長方體進(jìn)行了改進(jìn)，在長方體表面標(biāo)上等距離的線，在兩邊中點(diǎn)分別固定了掛鉤a和b，如圖甲所示，請你寫出驗證“小紅的結(jié)論”是錯誤的實(shí)驗操作與分析過程．

Answer 1

分析 （1）將物體放入液體中，使液面分別處在A、B和浸沒在液體中，記下對應(yīng)的彈簧測力計的示數(shù)F，根據(jù)F_浮=F-F′得出結(jié)論；
（2）浮力大小與物體排開液體的體積、排開液體的密度大小有關(guān)，故在研究浮力大小與物體浸在水中深度的關(guān)系時，應(yīng)控制物體排開水的體積不變才能得出正確的結(jié)論；
（3）在控制物體排開液體體積不變的前提下，改變物體浸入液體中的深度，根據(jù)F_浮=G-F，比較兩種情況下的浮力大小，從而說明小紅的結(jié)論是錯誤的．

解答 解：（1）由圖乙可知，V_排1＜V_排2＜V_排3，根據(jù)F_浮=F-F′，彈簧測力計的示數(shù)越小（變�。�，浮力越大（變大），即F_浮1＜F_浮2＜F_浮3，由此得出
“液體密度一時，物體排開液體的體積越大，浮力越大”的定性結(jié)論；
（2）根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排知：浮力大小與物體排開液體的體積、排開液體的密度大小有關(guān)．在密度不變的前提下，研究浮力的大小與物體浸在液體深
度的關(guān)系時，應(yīng)控制物體排開液體的體積不變，但小紅沒有控制物體排開液體的體積不變，因此，無法確定是排開液體的體積因素，還是深度因素影響了浮力的大小，所以不科學(xué)；
（3）①實(shí)驗過程：用彈簧測力計測出長方體的重力G，再用彈簧測力計分別掛在長方體a和b點(diǎn)，讓長方體物塊放平，按圖中標(biāo)記，分別進(jìn)入液體中三分之二（或三分之一）的體積（掛a點(diǎn)浸入水的深度大于掛b點(diǎn)浸入水的深度），記下彈簧測力計的示數(shù)F₁、F₂；
②分析論證：計算出F_浮1=G-F₁與F_浮2=G-F₂，比較發(fā)現(xiàn)F_浮1=F_浮2，從而說明：物體所受浮力大小與物體浸入液體的深度無關(guān)．

點(diǎn)評 本題設(shè)計巧妙，澄清了有關(guān)影響浮力大小常見錯誤的認(rèn)識，加深了對影響浮力大小的因素的正確理解；同時，考察了學(xué)生對實(shí)驗的分析論證能力、對實(shí)驗方案的設(shè)計能力、對結(jié)論的評估能力和語言表達(dá)能力，引導(dǎo)學(xué)生以科學(xué)的方法、科學(xué)的實(shí)驗支持正確的結(jié)論．