Question

6．小明同學用一個彈簧測力計、一個金屬塊、兩個相同的燒杯（分別裝有一定量的水和煤油，對浸在液體中的物體所受的浮力進行了探究．他做出了以下的猜想：
猜想一：浮力的大小可能與液體的密度有關(guān)；
猜想二：浮力的大小可能與物體排開液體的體積有關(guān)；
猜想三：浮力的大小可能與物體的形狀有關(guān)．
如圖表示探究過程及有關(guān)數(shù)據(jù)．

（1）分析圖 A 和 B、C、D，是為了探究浮力的大小與物體排開液體的體積的關(guān)系．
（2）分析圖A、D、E，是為了探究浮力的大小與液體的密度的關(guān)系，可以得 到的實驗結(jié)論是當物體排開液體體積相同時，液體密度越大，浮力越大．
（3）物體完全浸沒在煤油中所受的浮力是2.4N．
（4）小明還想探究浮力大小與物體形狀是否有關(guān)，他找來一小團橡皮泥、燒杯和水 進行實驗．實驗步驟如下：
步驟一：將橡皮泥團放入盛有適量水的燒杯中，橡皮泥團下沉至杯底．
步驟二：將橡皮泥團捏成“碗狀”再放入水中，它漂浮在水面上．
（a）小明通過分析得出結(jié)論：由于第一次橡皮泥團受到的浮力小于（選填“大 于”、“等于”或“小于”）第二次呈“碗狀”時受到的浮力，所以物體受到的浮力與其形狀有關(guān)．
（b）同組的小紅不同意小明得出的結(jié)論，她指出小明的實驗有一處錯誤，所以才會得出錯誤結(jié)論的，錯誤原因是沒有控制物體排開液體體積一定．

Answer 1

分析 物體在液體中受到豎直向下的重力G，豎直向上的彈簧測力計的拉力F，
豎直向上的浮力F_浮作用而靜止，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可得F_浮=G-F；
（1）分析圖B、C、D，看物體所受浮力與物體排開液體體積間的關(guān)系，從而得出結(jié)論．
（2）探究浮力與密度的關(guān)系，應(yīng)控制物體排開液體的體積相同而液體種類不同，分析各圖，找出符合條件的圖片．
（3）由圖A求出物體的重力，由圖E求出彈簧測力計對物體的拉力，然后由平衡條件求出物體在煤油中受到的浮力．
（4）（a）根據(jù)物體的浮沉條件進行判斷，若物體下沉，說明浮力小于重力；若物體漂浮，說明浮力等于重力．
（b）浸在液體中的物體受到的浮力與物體排開液體的體積有關(guān)，要探究浮力與形狀的關(guān)系，應(yīng)控制排開液體的體積不變．

解答 解：（1）由圖B、C、D可知，物體浸入水的體積不同，即物體排開水的體積不同，物體受到的浮力不同，這說明：浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)．
（2）探究浮力與密度的關(guān)系，應(yīng)控制物體排開液體的體積相同而液體種類不同，由圖D和圖E可知，物體排開液體的體積相同，兩燒杯中液體不同，兩燒杯中液體不同，液體密度不同，物體受到的浮力不同，因此圖D、E說明浮力大小跟液體密度有關(guān)；液體密度越大的，測力計示數(shù)越小，則受到的浮力越大．
（3）由圖A可知，物體的重力G=10N，由圖E可知，物體浸沒在煤油中時，彈簧測力計對物體的拉力F=7.6N，則物體受到的浮力F_浮=G-F=10N-7.6N=2.4N．
（4）將橡皮泥團放入盛有適量水的燒杯中，橡皮泥團下沉至杯底，所以浮力小于重力；將橡皮泥團捏成“碗狀”再放入水中，它漂浮在水面上，所以浮力等于重力．因此第一次浮力小于第二次浮力．
（5）第二次受到的浮力大，是因為排開液體的體積增大了．由于兩次排開液體的體積不同，所以不能探究浮力大小與物體形狀是否有關(guān)．
故答案為：（1）物體排開液體的體積；（2）A、D、E；當物體排開液體體積相同時，液體密度越大，浮力越大；（3）2.4；（4）（a）小于；（b）沒有控制物體排開液體體積一定．

點評 考查了浮力大小的影響因素，采用了控制變量法，分析問題時找準什么量在變，什么量不變；題中還涉及到了利用稱重法計算浮力．