Question

（2012?河東區二模）在《浮力的利用》教學課堂上，王老師做了一個演示實驗：取一塊牙膏皮，首先將它揉成團放入盛水的燒杯中，觀察到“牙膏皮團”下沉，然后將它展開做成帽形放入水中，觀察到“牙膏皮帽”浮于水面上．王老師提問：兩次不同的實驗現象告訴我們什么？李亮同學馬上舉手回答：實驗說明物體所受的浮力與物體的形狀有關．
（1）你贊成他的觀點嗎？簡要談談你的看法．
（2）若給你一些器材：彈簧測力計、三個形狀不同的小石塊、橡皮泥、燒杯、細線和水．你將選擇哪些器材實驗證明你的觀點，寫出實驗所需器材及你的探究方案．
（3）你將如何根據探究過程中觀察到的此案向或獲得的數據得出結論．

Answer 1

分析：（1）由阿基米德原理F_浮=ρ_液gv_排可知，物體所受浮力只與液體密度和物體排開液體的體積有關，而與物體形狀無關，改變牙膏皮的形狀實質是引起了物體排開液體體積的變化，從而使浮力改變；
（2）在探究物體所受浮力與物體形狀是否有關時，要采用控制變量法，即控制體積不變，改變形狀，其中可供選擇的器材中橡皮泥能滿足要求；此實驗的關鍵在于設計對比性實驗，利用兩次稱量去比較橡皮泥在形狀改變時所受浮力大小得出結論．

解答：解：（1）不贊同；
由阿基米德原理F_浮=ρ_液gv_排可知，物體所受浮力只與液體密度和物體排開液體的體積有關，而與物體形狀無關，
改變牙膏皮的形狀實質是引起了物體排開液體體積的變化，從而使浮力改變；
（2）實驗器材：彈簧測力計、橡皮泥、燒杯、細線和水．
探究方案：
①用細線將橡皮泥吊在彈簧測力計上，測出橡皮泥的重G；
②將橡皮泥浸沒水中，記下測力計的示數F₁，算出浮力F_浮1=G-F₁；
③改變橡皮泥的形狀，將橡皮泥浸沒水中，記下測力計的示數F₂，算出浮力F_浮2=G-F₂；
④再改變橡皮泥的形狀，將橡皮泥浸沒水中，記下測力計的示數F₃，算出浮力F_浮3=G-F₃．
（3）比較三次橡皮泥在水中受到的浮力，若大小相等，說明浮力大小與形狀無關；若大小不等，說明浮力大小與形狀有關．

點評：實驗探究是課改來中考的重點，本題從實驗設計、分析論證、評估三個方面對學生進行科學探究能力考查．在設計實驗時，同學們要注意實驗方案的可操作性、準確性和嚴密性，方案所涉及的實驗器材、物理量及表達式都要明確表示出來；分析論證是對可能發生的現象或實驗數據進行歸納，因果推導得出結論的過程，大多可以“如果…，那么…”句式呈現；評估所涉及的范圍很多，如評估實驗方案的好壞，評估結論對錯，評估實驗器材的選擇是否恰當等；在評估時不僅要鮮明表達自己的觀點，還要運用物理原理或規律加以分析說明．