Question

10．開(kāi)縣某中學(xué)的小強(qiáng)同學(xué)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)、一個(gè)圓柱體金屬塊、兩個(gè)相同的燒杯（分別裝有一定量的水和酒精），對(duì)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(guò)程及有關(guān)數(shù)據(jù)．

（1）在第②步中圓柱體金屬塊所受浮力F_浮=1N．
（2）分析②、③、④三步，說(shuō)明浮力大小跟物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)．
（3）分析④⑤步，說(shuō)明浮力大小跟液體的密度有關(guān)．
（4）小強(qiáng)邊做邊思考，覺(jué)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(shí)又找來(lái)了體積相同的實(shí)心鐵塊和鋁塊，一團(tuán)橡皮泥，設(shè)計(jì)了實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究，實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下，請(qǐng)你幫他把實(shí)驗(yàn)步驟補(bǔ)充完整．
①用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)出鐵塊和鋁塊的重力為G₁、G₂；
②用彈簧測(cè)力計(jì)分別拉著鐵塊和鋁塊浸沒(méi)在水中，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為F₁、F₂；
③用細(xì)線拴住橡皮泥掛在彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤上，把橡皮泥浸沒(méi)到燒杯的水中，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F₃；
④把橡皮泥拉出來(lái)，然后改變橡皮泥的形狀，再把橡皮泥浸沒(méi)到燒杯的水中，讀出彈簧測(cè)力計(jì)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(wú)關(guān)（選填“有關(guān)”、“無(wú)關(guān)”）．
（5）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(qǐng)你分析小強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的不足之處只用了一種液體，測(cè)量了一組數(shù)據(jù)，結(jié)論不具普遍性．

Answer 1

分析 （1）利用圖①、②，根據(jù)稱(chēng)重法可求出第②步中圓柱體金屬塊所受浮力；
（2）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；
（3）要比較浮力與液體密度的關(guān)系，需要控制其排開(kāi)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)；
（4）研究浮力與重力的大小關(guān)系，要控制排開(kāi)液體的體積和密度不變，改變物體的重力大小，根據(jù)稱(chēng)重法求浮力大��；
研究浮力大小與形狀的關(guān)系，保持排開(kāi)液體的體積和密度不變，只改變其形狀；通過(guò)分析數(shù)據(jù)關(guān)系得出結(jié)論；
（5）一個(gè)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；圖②中物體所受的浮力F_浮=G-F₁=10N-9N=1N；
（2）分析②、③、④可知，是同種液體，只是物體排開(kāi)液體的體積不同，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)也不同，說(shuō)明浮力大小跟物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)；
（3）要比較浮力與液體密度的關(guān)系，需要控制其排開(kāi)液體的體積相同，只改變液體的密度，圖④、⑤符合探究的要求；
（4）②用彈簧測(cè)力計(jì)分別拉著鐵塊和鋁塊浸沒(méi)在水中，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為F₁、F₂；
④把橡皮泥拉出來(lái)，然后改變橡皮泥的形狀，再把橡皮泥浸沒(méi)到燒杯的水中，讀出彈簧測(cè)力計(jì)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(shuō)明浮力與物體的重力和形狀無(wú)關(guān)；
（5）他的實(shí)驗(yàn)結(jié)果不可靠；從小強(qiáng)的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程可以看出，他只用了一種液體，測(cè)量了一組數(shù)據(jù)，所以結(jié)論不具普遍性．
故答案為：（1）1；
（2）物體排開(kāi)液體的體積；
（3）④⑤；
（4）②浸沒(méi)在水中；④改變橡皮泥的形狀；⑤無(wú)關(guān)；
（5）不可靠；只用了一種液體，測(cè)量了一組數(shù)據(jù)，結(jié)論不具普遍性．

點(diǎn)評(píng) 本題考查“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”，涉及稱(chēng)重法、對(duì)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)．