Question

請完成下面的力學實驗：

（1）某同學在探究“動能大小與哪些因素有關”的實驗中，設計了如圖1所示的實驗方案，并進行了如下的實驗：
步驟l：讓實心鋼球從斜面A點由靜止開始下滑，撞擊木塊并使木塊移動，記下木塊移動的距離s₁；
步驟2：讓實心鋼球從斜面B點由靜止開始下滑，撞擊木塊并使木塊移動，記下木塊移動的距離s₂；
步驟3：將實心鋼球換成等體積的實心銅球，讓銅球從A點由靜止開始下滑，撞擊木塊并使木塊移動，記下木塊移動的距離s₃．．
比較步驟______和步驟3可以探究動能的大小和物體______的關系．
（2）如圖2所示，小明同學利用質地均勻的立方體物塊、砝碼、海綿等器材探究“壓力的作用效果與什么因素有關”的實驗．實驗時將物塊沿豎直方向切成大小不同的兩塊，如圖2所示，他發現它們對海綿的壓力作用效果相同，由此他得出的結論是：壓力作用效果與受力面積無關．你認為他在探究過程中存在的問題是______．
（3）在“探究浮力的大小跟什么因素有關”的實驗中，某小組設計并完成如圖3和圖4所示實驗．

①圖4甲、乙、丙中彈簧測力計示數均小于圖3中彈簧測力計示數，說明浸入液體中的物體______ （填“受到”或“不受到”）浮力；
②做______ （填“甲”、“乙”、“丙”或“丁”）兩次實驗，是為了探究鐵塊浸沒在液體中時所受浮力大小與深度是否有關．
③做丙丁兩次實驗，是為了探究鐵塊浸沒在液體中時所受浮力大小與______是否有關．

Answer 1

解：（1）在步驟1和步驟3中，物體的速度相同，質量不同，因此是在速度相同的情況下，探究動能與質量的關系；
（2）研究壓力作用效果和受力面積的關系時，應該保持壓力不變．小明實驗時沒有保持壓力不變，實驗過程中壓力和受力面積同時變化，無法研究壓力作用效果和受力面積的關系．
（3）①物體浸入水中后，受到水豎直向上的浮力作用，彈簧測力計示數變小，圖4甲、乙、丙中彈簧測力計示數均小于圖3中彈簧測力計示數，說明浸在液體中的鐵塊受到浮力的作用；
②由圖示4乙丙兩實驗可知，鐵塊排開水的體積相同、排開的液體水的密度相同，而鐵塊浸入水中的深度不同，該實驗探究的是：鐵塊浸沒在水中時所受浮力與深度是否有關；
③由圖4丙丁兩次實驗，可知：鐵塊排開液體體積與浸入液體的深度相同而液體密度不同，這兩個實驗是為了探究浮力大小與液體密度的關系；
故答案為：（1）1；質量；（2）沒有保持壓力大小不變；（3）①受到；②乙丙；液體密度．
分析：（1）此題中研究了物體動能與質量、速度兩個物理量間的關系，通過控制變量法進行探究是本實驗的突出特點，因此，明確變量與不變量，通過分析現象可得出相應的結論．
（2）壓力的作用效果跟壓力大小和受力面積的大小有關，在探究壓力作用效果和受力面積的關系時，應該保持壓力不變．
（3）①物體浸入水中，如果彈簧測力計示數變小，說明物體受到浮力作用，否則物體不受浮力作用；
②探究浮力與物體進入液體深度的關系，應控制液體密度與物體排開液體體積相同而物體浸入液體的深度不同；
③分析圖4實驗所控制的變量與實驗現象，然后得出實驗結論．
點評：本題考查的是影響動能大小的因素、探究浮力的大小跟什么因素有關、影響壓力作用效果的因素，涉及到了控制變量法和轉換法，這兩種方法是初中物理用到的最多的探究方法，大部分探究實驗都用到這兩種方法，需要重點掌握．