Question

3．實(shí)驗(yàn)中學(xué)的小強(qiáng)同學(xué)用一個彈簧測力計、一個圓柱體金屬塊、兩個相同的燒杯（分別裝有一定量的水和酒精），對浸在液體中的物體所受的浮力進(jìn)行了探究．如圖表示探究過程及有關(guān)數(shù)據(jù)．

（1）分析②、③、④三步，說明浮力大小跟物體排開液體的體積有關(guān)．
（2）分析①④⑤步，說明浮力大小跟液體的密度有關(guān)．
（3）小強(qiáng)邊做邊思考，覺得浮力可能還和以下因素有關(guān)：
①跟物體的重力有關(guān)；
②跟物體的形狀有關(guān)；
于是小強(qiáng)利用上面實(shí)驗(yàn)中的器材，同時又找來了體積相同的實(shí)心鐵塊和鋁塊，一團(tuán)橡皮泥，設(shè)計了實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)過程如下，請你幫他把實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整．
①用彈簧測力計分別測出鐵塊和鋁塊的重力為G₁、G₂；
②用彈簧測力計分別拉著鐵塊和鋁塊浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)分別為F₁、F₂；
③用細(xì)線拴住橡皮泥掛在彈簧測力計掛鉤上，把橡皮泥浸沒到燒杯的水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)為F₃；
④把橡皮泥拉出來，然后改變橡皮泥形狀無關(guān)，再把橡皮泥浸沒到燒杯的水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)為F₄；
⑤實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小強(qiáng)認(rèn)真分析了數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：G₁-F₁=G₂-F₂；F₃=F₄，你認(rèn)為浮力與物體的重力和形狀無關(guān) （選填“有關(guān)”、“無關(guān)”）．
（4）小強(qiáng)結(jié)束了自己的實(shí)驗(yàn)探究，就馬上得出了自己認(rèn)為具有普遍意義的結(jié)論．你認(rèn)他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果可靠嗎？不可靠 （選填“可靠”或“不可靠”），請你分析小強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計的不足之處他只選了一種液體，做了一次實(shí)驗(yàn)，結(jié)論沒有普遍性．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)稱重法可求出圓柱體金屬塊所受浮力，分析②、③、④所示實(shí)驗(yàn)，找出不變的量和變化的量，確定浮力與變化量之間的關(guān)系；
（2）要比較浮力與液體密度的關(guān)系，需要控制其排開液體的體積相同，只改變液體的密度，據(jù)此可判斷符合要求的實(shí)驗(yàn)次數(shù)；
（3）研究浮力與重力的大小關(guān)系，要控制排開液體的體積和密度不變，改變物體的重力大小，根據(jù)稱重法求浮力大��；
研究浮力大小與形狀的關(guān)系，保持排開液體的體積和密度不變，只改變其形狀；通過分析數(shù)據(jù)關(guān)系得出結(jié)論；
（4）一個探究實(shí)驗(yàn)應(yīng)改變實(shí)驗(yàn)條件進(jìn)行多次探究，這樣才能避免偶然性，得出具有普遍性的結(jié)論．

解答 解：
（1）圖①金屬塊受到的重力G=10N，分析②、③、④可知，是同種液體，只是物體排開液體的體積不同，
彈簧測力計的示數(shù)也不同，根據(jù)稱重法，物體在液體中所受的浮力F_浮=G-F_示大小不同，說明浮力大小跟物體排開液體的體積有關(guān)；
（2）要比較浮力與液體密度的關(guān)系，需要控制其排開液體的體積相同，只改變液體的密度，圖①、④、⑤符合探究的要求；
（3）②用彈簧測力計分別拉著鐵塊和鋁塊浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)分別為F₁、F₂；
④把橡皮泥拉出來，然后改變橡皮泥的形狀，再把橡皮泥浸沒到燒杯的水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)為F₄；
⑤實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小強(qiáng)認(rèn)真分析了數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：G₁-F₁=G₂-F₂；F₃=F₄，說明浮力與物體的重力和形狀無關(guān)；
（4）他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不可靠；從小強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)探究過程可以看出，他只用了一種液體，測量了一組數(shù)據(jù)，所以結(jié)論不具普遍性．
故答案為：
（1）排開液體體積；（2）①④⑤；（3）浸沒在水中；改變橡皮泥形狀；無關(guān)；
（4）不可靠；他只選了一種液體，做了一次實(shí)驗(yàn)，結(jié)論沒有普遍性．

點(diǎn)評 本題考查“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”，涉及稱重法、對實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的分析等，并滲透了控制變量法、歸納法的考查，綜合性較強(qiáng)．