Question

3．實驗中學的小強同學用一個彈簧測力計、一個圓柱體金屬塊、兩個相同的燒杯（分別裝有一定量的水和酒精），對浸在液體中的物體所受的浮力進行了探究．如圖表示探究過程及有關數據．

（1）分析②、③、④三步，說明浮力大小跟物體排開液體的體積有關．
（2）分析①④⑤步，說明浮力大小跟液體的密度有關．
（3）小強邊做邊思考，覺得浮力可能還和以下因素有關：
①跟物體的重力有關；
②跟物體的形狀有關；
于是小強利用上面實驗中的器材，同時又找來了體積相同的實心鐵塊和鋁塊，一團橡皮泥，設計了實驗進行探究，實驗過程如下，請你幫他把實驗步驟補充完整．
①用彈簧測力計分別測出鐵塊和鋁塊的重力為G₁、G₂；
②用彈簧測力計分別拉著鐵塊和鋁塊浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數分別為F₁、F₂；
③用細線拴住橡皮泥掛在彈簧測力計掛鉤上，把橡皮泥浸沒到燒杯的水中，讀出彈簧測力計的示數為F₃；
④把橡皮泥拉出來，然后改變橡皮泥形狀無關，再把橡皮泥浸沒到燒杯的水中，讀出彈簧測力計的示數為F₄；
⑤實驗結束后，小強認真分析了數據發現：G₁-F₁=G₂-F₂；F₃=F₄，你認為浮力與物體的重力和形狀無關 （選填“有關”、“無關”）．
（4）小強結束了自己的實驗探究，就馬上得出了自己認為具有普遍意義的結論．你認他的實驗結果可靠嗎？不可靠 （選填“可靠”或“不可靠”），請你分析小強的實驗設計的不足之處他只選了一種液體，做了一次實驗，結論沒有普遍性．

Answer 1

分析 （1）根據稱重法可求出圓柱體金屬塊所受浮力，分析②、③、④所示實驗，找出不變的量和變化的量，確定浮力與變化量之間的關系；
（2）要比較浮力與液體密度的關系，需要控制其排開液體的體積相同，只改變液體的密度，據此可判斷符合要求的實驗次數；
（3）研究浮力與重力的大小關系，要控制排開液體的體積和密度不變，改變物體的重力大小，根據稱重法求浮力大小；
研究浮力大小與形狀的關系，保持排開液體的體積和密度不變，只改變其形狀；通過分析數據關系得出結論；
（4）一個探究實驗應改變實驗條件進行多次探究，這樣才能避免偶然性，得出具有普遍性的結論．

解答 解：
（1）圖①金屬塊受到的重力G=10N，分析②、③、④可知，是同種液體，只是物體排開液體的體積不同，
彈簧測力計的示數也不同，根據稱重法，物體在液體中所受的浮力F_浮=G-F_示大小不同，說明浮力大小跟物體排開液體的體積有關；
（2）要比較浮力與液體密度的關系，需要控制其排開液體的體積相同，只改變液體的密度，圖①、④、⑤符合探究的要求；
（3）②用彈簧測力計分別拉著鐵塊和鋁塊浸沒在水中，讀出彈簧測力計的示數分別為F₁、F₂；
④把橡皮泥拉出來，然后改變橡皮泥的形狀，再把橡皮泥浸沒到燒杯的水中，讀出彈簧測力計的示數為F₄；
⑤實驗結束后，小強認真分析了數據發現：G₁-F₁=G₂-F₂；F₃=F₄，說明浮力與物體的重力和形狀無關；
（4）他的實驗結果不可靠；從小強的實驗探究過程可以看出，他只用了一種液體，測量了一組數據，所以結論不具普遍性．
故答案為：
（1）排開液體體積；（2）①④⑤；（3）浸沒在水中；改變橡皮泥形狀；無關；
（4）不可靠；他只選了一種液體，做了一次實驗，結論沒有普遍性．

點評 本題考查“探究浮力的大小跟哪些因素有關”，涉及稱重法、對實驗現象的分析等，并滲透了控制變量法、歸納法的考查，綜合性較強．