Question

小明利用如图所示装置研究“浮力大小与哪些因素有关”．实验时，他把金属块C浸入甲、乙两种液体中，下表记录的是实验中金属块浸入的体积和A、B弹簧测力计的示数及利用溢水杯测量、计算后得到的浮力数据．

液体	实验次数	金属块浸入 体积（cm3）	A弹簧测力计 示数（N）	B弹簧测力计 示数（N）	金属块受到的 浮力（N）
甲	1		5.0	5.0
	2	10	4.5	5.5	0.5
	3	20	4.0	6.0	1.0
	4	40	3.0	7.0	2.0
乙	5		5.0	5.0
	6	10	4.6	5.4	0.4
	7	20	4.2	5.8	0.8
	8	40	3.4	6.6	1.6

（1）分析比较实验次数1与2、1与3、1与4可知：______．
（2）分析比较实验次数______可知：当排开液体的体积相同时，物体受到的浮力跟______有关．
（3）分析比较表中B弹簧测力计示数的增加和金属块受到的浮力关系，还可知：______．
（4）小明又想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”，他找来薄铁片、烧杯和水进行实验．实验步骤如下：
①将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底．②将铁片弯成“碗状”再放入水中，它漂浮在水面上．通过分析可知，第一次铁片受到的浮力______第二次铁片受到的浮力（选填“大于”、“等于”或“小于”）；小明得出：物体受到的浮力与其形状有关．小明得出错误结论的原因是：他只关注了铁片形状的改变，忽视了______对浮力大小的影响．

Answer 1

【答案】分析：（1）比较数据1与2、1与3、1与4可知，找出相同因素和不同因素，结合控制变量法的思想就可以得出结论；
（2）探究浮力大小与液体密度的关系，应控制物体排开液体的体积相同，改变液体密度，比较浮力变化．
（3）由表中数据可知，第一组数据中A弹簧测力计测得是金属块的重力，表弹簧测力计测的是空烧杯的重力；
在每一组数据中发现，金属块受到的浮力（金属块的重力减掉此时A弹簧测力计的示数）和排开液体所受的重力相等（B弹簧测力计的示数减掉空烧杯的重力），据此得出结论；
（4）利用浮沉条件，步骤一铁片下沉说明F_浮1＜G，步骤二铁片漂浮说明F_浮2=G，所以F_浮1＜F_浮2；步骤二把“碗状”铁片浮在水面上，没有全浸入，这样虽然改变了形状，但没有控制排开液体的体积不变，所以得出结论是不正确的．
解答：解：（1）比较数据1与2、1与3、1与4可知，液体的种类（密度）相同，浸没液体中的深度不同，即物体排开液体的体积不同，弹簧测力计的示数不同说明受到的浮力不同，且物体受到的浮力与排开液体的体积成正比关系，因此可以得到的结论是：同种液体，浮力与排开液体的体积成正比；
（2）探究浮力大小与液体密度的关系，采用控制变量法的思想，控制物体排开液体的体积相同，液体的种类不同，符合条件的是2、6或3、7或4、8．
（3）分析数据可知，B弹簧测力计示数的增加值，即金属块排开液体的重力和金属块受到的浮力相等，
故得出结论：浸在液体中的物体所受的浮力等于排开液体所受的重力；
（4）①第一次：铁片下沉说明F_浮1＜G，第二次：铁片漂浮说明F_浮2=G，所以F_浮1＜F_浮2；
②本探究实验把铁片弯成“碗状”，改变了形状，虽然都是水，但没有全浸入，两次排开液体的体积不同，所以得出结论是不正确的，即：他只关注了铁片形状的改变，忽视了排开水的体积对浮力大小的影响．
故答案为：（1）同种液体，浮力与排开液体的体积成正比；（2）2、6或3、7或4、8；液体密度；（3）浸在液体中的物体所受的浮力等于排开液体所受的重力；（4）小于；排开液体体积．
点评：本题考查了物体的浮沉条件的灵活应用和探究影响浮力大小因素的实验，一般采用控制变量法的思想，探究时注意抓住变量和不变量，根据所受浮力的大小得出结论．