Question

小軍同學在探究“浮力的大小與哪些因素有關”時，進行了下面的思考：設想在盛滿水的容器中有一個水球A，如圖所示．因為他在容器中是靜止的，所以它受到的其他部分水對它的浮力F_浮與它自身的重力G是一對平衡力．如果用一個大小相同的其他球體替換水球A，那么該球體受到的浮力應當與水球A受到的浮力F_浮完全相同．由此他提出了對浮力大小的一種猜想．
（1）小軍的猜想是：浸沒在水中的球體所受到的浮力的大小，______（選填“大于”、“小于”或“等于”）跟它大小相同的水球A所受重力的大小．
（2）小民想：如果小軍設想的不是“水球”二是“水立方塊”或其他任意“不規則形狀的水塊”，他的猜想也可表述為：浸沒在水中的任意形狀的物體所受浮力的大小，等于該物體______的水塊所受重力的大小．
（3）小民進一步推斷：不管你設想的“水塊”在容器中水的哪個部位，甚至是在靠近水面或容器壁的地方，上述的猜想都應該是正確的．于是，他又把這個猜想補充為：浸入水中的物體所受浮力的大小，總是與跟它浸在水中的那部分體積相同的水所受重力的大小______．
（4）小軍和小民為了驗證他們的猜想是否正確，進行了圖所示的實驗．

為了保證實驗數據的可靠性，請你就該實驗中容易出現的問題提出一條建議：______．
（5）為了更全面地總結浮力大小的規律--阿基米德原理，他們還必須換用幾種不同的______進行實驗．

Answer 1

解：（1）根據題干中已知，如果用一個大小相同的其他球體替換水球A，那么該球體收到的浮力應當與水球A受到的浮力F_浮完全相同，所以小軍的猜想“浸沒在水中的球體所受到的浮力的大小”等于它大小相同的水球A所受浮力的大小，即等于跟它大小相同的水球A所受重力的大小；
（2）任意形狀的物體在浸沒在水中時，其排開水的體積就等于自身的體積；
（3）根據上述題干已知，依此類推，浸入水中的物體所受浮力的大小，總是與跟它浸在水中的那部分體積相同的水所受重力的大小相同；
（4）提出一條建議：溢水杯內的水要加到和溢水口相平的位置（合理均可）；
（5）為了使實驗結論更為規范嚴密，必須換用幾種不同的液體進行實驗．
故答案為 （1）等于；（2）排開；（3）相同；（4）溢水杯內的水要加到和溢水口相平的位置（合理均可）；（5）液體；
分析：本題目是考查學生對探究影響浮力大小因素實驗的掌握程度，以及對阿基米德原理的理解，看學生能否靈活利用控制變量法，根據題干已知求得想要的物理量，并且為了了解學生對控制變量法的掌握，設計實驗讓學生找錯誤原因．
（1）浸沒在水中的球體所受到的浮力的大小等于跟它大小相同的水球A所受重力的大小．因為浸沒在水中的球體所受到的浮力的大小與其相同水球A受到的浮力F_浮完全相同，水球A受到的浮力F_浮等于所受重力的大小；
（2）浸沒在水中的物體自身的體積就等于它排開的水的體積，據此回答；
（3）根據已知以此類推，浸入水中的物體所受浮力的大小，總是與跟它浸在水中的那部分體積相同的水所受重力的大小；
（4）為了保證實驗數據的可靠性，溢水杯內的水要加到和溢水口相平的位置；
（5）為了使結論更嚴密可靠，還必須換用幾種不同的液體進行實驗．
點評：本題目就是考查學生對探究影響浮力大小因素的實驗，還有學生對控制變量法應用的靈活程度．