Question

请完成下面的力学实验：

（1）某同学在探究“动能大小与哪些因素有关”的实验中，设计了如图1所示的实验方案，并进行了如下的实验：
步骤l：让实心钢球从斜面A点由静止开始下滑，撞击木块并使木块移动，记下木块移动的距离s₁；
步骤2：让实心钢球从斜面B点由静止开始下滑，撞击木块并使木块移动，记下木块移动的距离s₂；
步骤3：将实心钢球换成等体积的实心铜球，让铜球从A点由静止开始下滑，撞击木块并使木块移动，记下木块移动的距离s₃．．
比较步骤______和步骤3可以探究动能的大小和物体______的关系．
（2）如图2所示，小明同学利用质地均匀的立方体物块、砝码、海绵等器材探究“压力的作用效果与什么因素有关”的实验．实验时将物块沿竖直方向切成大小不同的两块，如图2所示，他发现它们对海绵的压力作用效果相同，由此他得出的结论是：压力作用效果与受力面积无关．你认为他在探究过程中存在的问题是______．
（3）在“探究浮力的大小跟什么因素有关”的实验中，某小组设计并完成如图3和图4所示实验．

①图4甲、乙、丙中弹簧测力计示数均小于图3中弹簧测力计示数，说明浸入液体中的物体______ （填“受到”或“不受到”）浮力；
②做______ （填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）两次实验，是为了探究铁块浸没在液体中时所受浮力大小与深度是否有关．
③做丙丁两次实验，是为了探究铁块浸没在液体中时所受浮力大小与______是否有关．

Answer 1

解：（1）在步骤1和步骤3中，物体的速度相同，质量不同，因此是在速度相同的情况下，探究动能与质量的关系；
（2）研究压力作用效果和受力面积的关系时，应该保持压力不变．小明实验时没有保持压力不变，实验过程中压力和受力面积同时变化，无法研究压力作用效果和受力面积的关系．
（3）①物体浸入水中后，受到水竖直向上的浮力作用，弹簧测力计示数变小，图4甲、乙、丙中弹簧测力计示数均小于图3中弹簧测力计示数，说明浸在液体中的铁块受到浮力的作用；
②由图示4乙丙两实验可知，铁块排开水的体积相同、排开的液体水的密度相同，而铁块浸入水中的深度不同，该实验探究的是：铁块浸没在水中时所受浮力与深度是否有关；
③由图4丙丁两次实验，可知：铁块排开液体体积与浸入液体的深度相同而液体密度不同，这两个实验是为了探究浮力大小与液体密度的关系；
故答案为：（1）1；质量；（2）没有保持压力大小不变；（3）①受到；②乙丙；液体密度．
分析：（1）此题中研究了物体动能与质量、速度两个物理量间的关系，通过控制变量法进行探究是本实验的突出特点，因此，明确变量与不变量，通过分析现象可得出相应的结论．
（2）压力的作用效果跟压力大小和受力面积的大小有关，在探究压力作用效果和受力面积的关系时，应该保持压力不变．
（3）①物体浸入水中，如果弹簧测力计示数变小，说明物体受到浮力作用，否则物体不受浮力作用；
②探究浮力与物体进入液体深度的关系，应控制液体密度与物体排开液体体积相同而物体浸入液体的深度不同；
③分析图4实验所控制的变量与实验现象，然后得出实验结论．
点评：本题考查的是影响动能大小的因素、探究浮力的大小跟什么因素有关、影响压力作用效果的因素，涉及到了控制变量法和转换法，这两种方法是初中物理用到的最多的探究方法，大部分探究实验都用到这两种方法，需要重点掌握．