Question

19．小明同學在探究影響浮力大小的因素時，做了如圖所示的實驗．請你根據(jù)小明的實驗探究回答下列問題．

（1）在C與E兩圖中，保持了排開液體的體積不變，研究浮力與液體密度的關系；根據(jù)A與E兩圖所標的實驗數(shù)據(jù)，可知物體浸沒在鹽水中所受的浮力為2.4N．
（2）小明對ABCD四個步驟進行了觀察研究，發(fā)現(xiàn)浮力的大小有時與深度有關，有時與深度又無關．對此正確的解釋是浮力的大小隨著排開水的體積的增大而增大，當物體完全浸沒在水中后排開水的體積相同，浮力的大小與深度無關．
（3）上述所設計的方案，采用的方法是A
A．控制變量法 B．轉換法 C．模型法 D．等效法
（4）小明想探究“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：
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，忽視了鐵片排開水的體積對浮力大小的影響．

Answer 1

分析 （1）掌握影響浮力大小的因素，判斷兩圖中改變的量和不變的量，得出影響浮力的因素；
（2）根據(jù)公式F_浮=ρ_液gV_排分析浮力與V_排的關系；
（3）影響浮力大小的因素有多個，需要用到控制變量法；
（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）C與E兩圖，排開液體的體積不變，液體的密度不同，所以是研究浮力與液體密度的關系；
F_浮=G-F=8N-5.6N=2.4N，所以在鹽水中受到的浮力為2.4N；
（2）由F_浮=ρ_液gV_排得，浮力的大小隨著排開水的體積的增大而增大，當物體完全浸沒在水中后排開水的體積相同，浮力的大小與深度無關；
（3）探究浮力與液體密度和物體排開液體體積的關系時，用到了控制變量法，A正確；
（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）液體密度；2.4；（2）增大；無關；（3）A；（4）①小于；②形狀；鐵片排開水的體積．

點評 此題是探究影響浮力大小的因素實驗，考查了影響浮力的因素及控制變量法的應用，探究物體受浮力大小與物體形狀的關系，要采用控制變量法，讓ρ_液和V_排不變．