Question

15．在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，请你根据图所示实验操作，从中选出一些图，针对某一个因素进行研究，并通过分析弹簧测力计的示数，说明你的探究结果．

（1）探究的因素是：浮力大小与物体排开液体的体积的关系．选用的图是：①②③或①②④（填图中的序号）．
（2）小明想探究“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：
步骤一：将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底；
步骤二：将铁片弯成“碗状”再放入水中，它漂浮在水面上．
              ①通过分析可知，第一次铁片受到的浮力小于第二次铁片受到的浮力（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
              ②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，忽视了排开水的体积对浮力大小的影响．

Answer 1

分析 （1）要探究浮力大小与多个变量的关系，运用控制变量法分析解答．
①结合题意，首先要做出自己的猜想，再根据猜想运用控制变量法判断出探究的因素；
②根据猜想选择可用于探究的实验步骤，即可得出需要选用的图．
③运用控制变量法得出浮力大小与变量之间的关系．
（2）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）测物体所受的浮力要利用称重法，即F_浮=G-F_拉，故每次必须要选图①才行；
若要探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系，应控制液体的密度相同，而物体排开液体的体积不同，故应选用图①②③或①②④；
若要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，而液体的密度不同，故应选用图①④⑤．
（2）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）浮力大小与物体排开液体的体积的关系；①②③或①②④；
（2）①小于；②形状；排开水的体积．

点评 控制变量法的熟练运用是完成此题的关键，在这里有多个猜想可供我们选择，但真正影响浮力大小的是物体排开液体的体积和液体的密度，这是我们必须牢记的．