Question

5．（1）在学习阿基米德原理时，对浸没在水中的物体所受浮力的大小，小林有如下猜想：
A．是否与形状有关？B．是否与物体浸没在水中的深度有关？为了验证猜想A，小林做了如下实验：
①首先，用细线将橡皮泥拴在测力计下，测出它的重力G；然后在烧杯中装入适量的水，使测力计下的橡皮泥刚好浸没在水中，测得此时测力计的示数为F₁，则橡皮泥浸没在水中受到的浮力的大小为G-F₁；
②将此橡皮泥捏成其它形状后，在将它刚好浸没在水中，记下测力计此时的示数F₂；分析以上数据，若有G-F₁=G-F₂（或F₁=F₂），则此结果可以初步证明浮力的大小与物体浸没在水中的形状无关；
③对影响浮力大小的因素，你还能提出的猜想是浸没在水中的物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关．实验中采用了控制变量 的方法来研究．
（2）如图所示是研究压力作用效果的实验：
①比较甲、乙两个实验可知，压力作用效果跟压力大小有关系．
②为了验证压力的作用效果与受力面积的关系应该选用乙、丙两个实验来研究．
③分析比较甲、乙、丙三个实验可以得出压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关．

Answer 1

分析 （1）①利用称重法求得橡皮泥的浮力：用橡皮泥的重力减去它在液体中弹簧测力计的示数．
②探究浮力的大小与物体的形状的关系，可用橡皮泥改变形状，比较测力计示数是否变化，读出此时的示数为F₂；G-F₁=G-F₂或直接写F₁=F₂也对．
③生活中有很多现象可以说明浮力的大小可能与液体的密度有关，也可猜想与物体的密度、物体排开液体的体积等因素有关；
（2）压力的作用效果的影响因素：压力大小和受力面积大小．压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越大；受力面积一定时，压力越大，压力的作用效果越大，在探究过程中注意控制变量法的应用．

解答 解：
（1）①用线拴好橡皮泥挂在弹簧测力计下，测出橡皮泥的重G，将橡皮泥浸没水中，读出弹簧测力计的示数F₁，则橡皮泥受到的浮力F_浮=G-F₁．
②利用控制变量法，让“液体密度”和“被物体排开的液体体积（物体体积）”两个因素不变，只改变橡皮泥的形状，根据F_浮=G-F示求出橡皮泥在不同形状下所受到的浮力，若浮力是相等的，说明浮力的大小和物体形状无关；若浮力不相等，说明浮力的大小和物体形状有关．
③探究浮力的大小时，对浸没在水中的物体所受浮力的大小，除了小林的猜想以外，还可以猜想与物体的密度、物体排开液体的体积等因素有关．
根据猜想，浮力与多个因素有关，应用控制变量法；
（2）①比较甲、乙两个实验，受力面积一定，甲的压力大，受压物体的凹陷程度大，压力的作用效果明显，说明受力面积一定时，压力越大，压力作用效果越明显．
②研究压力作用效果大小跟受力面积大小的关系时，保持压力大小不变，改变受力面积的大小，观察受压物体的凹陷深浅和受力面积大小的关系，实验乙、丙符合条件，说明压力一定时，受力面积越小，压力的作用效果越大．
③由甲、乙、丙可知，压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关．
故答案为：（1）①G-F₁；②G-F₁=G-F₂（或F₁=F₂）；③浸没在水中的物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关；控制变量；
（2）①压力大小；②乙、丙；③压力的作用效果与压力大小和受力面积大小有关．

点评 本题分别探究影响浸没在液体中物体所受浮力的影响因素及影响压力作用效果的因素，二者共同的特点是物理量均与多个因素有关，需用到控制变量法．