Question

15．在探究“影響浮力大小的因素”這一問題時，請你根據圖所示實驗操作，從中選出一些圖，針對某一個因素進行研究，并通過分析彈簧測力計的示數，說明你的探究結果．

（1）探究的因素是：浮力大小與物體排開液體的體積的關系．選用的圖是：①②③或①②④（填圖中的序號）．
（2）小明想探究“物體受到的浮力與其形狀是否有關”，他找來薄鐵片，燒杯和水進行實驗，實驗步驟如下：
步驟一：將鐵片放入盛水的燒杯中，鐵片下沉至杯底；
步驟二：將鐵片彎成“碗狀”再放入水中，它漂浮在水面上．
              ①通過分析可知，第一次鐵片受到的浮力小于第二次鐵片受到的浮力（選填“大于”、“等于”或“小于”）；
              ②小明得出：物體受到的浮力與其形狀有關，小明得出錯誤結論的原因是：他只關注了鐵片形狀的改變，忽視了排開水的體積對浮力大小的影響．

Answer 1

分析 （1）要探究浮力大小與多個變量的關系，運用控制變量法分析解答．
①結合題意，首先要做出自己的猜想，再根據猜想運用控制變量法判斷出探究的因素；
②根據猜想選擇可用于探究的實驗步驟，即可得出需要選用的圖．
③運用控制變量法得出浮力大小與變量之間的關系．
（2）利用浮沉條件，步驟一鐵片下沉說明F_浮1＜G，步驟二鐵片漂浮說明F_浮2=G，所以F_浮1＜F_浮2；步驟二把“碗狀”鐵片浮在水面上，沒有全浸入，這樣雖然改變了形狀，但沒有控制排開液體的體積不變，所以得出結論是不正確的．

解答 解：
（1）測物體所受的浮力要利用稱重法，即F_浮=G-F_拉，故每次必須要選圖①才行；
若要探究浮力大小與物體排開液體的體積的關系，應控制液體的密度相同，而物體排開液體的體積不同，故應選用圖①②③或①②④；
若要探究浮力大小與液體密度的關系，應控制物體排開液體的體積相同，而液體的密度不同，故應選用圖①④⑤．
（2）①第一次鐵片下沉，說明F_浮1＜G，
第二次鐵片漂浮，說明F_浮2=G，所以F_浮1＜F_浮2；
②本探究實驗把鐵片彎成“碗狀”，改變了形狀，雖然都是水，但兩次排開液體的體積不同，所以得出結論是不正確的，即：他只關注了鐵片形狀的改變，忽視了排開水的體積對浮力大小的影響．
故答案為：（1）浮力大小與物體排開液體的體積的關系；①②③或①②④；
（2）①小于；②形狀；排開水的體積．

點評 控制變量法的熟練運用是完成此題的關鍵，在這里有多個猜想可供我們選擇，但真正影響浮力大小的是物體排開液體的體積和液體的密度，這是我們必須牢記的．