Question

16．小明同學用一個彈簧測力計、一個金屬塊、兩個相同的燒杯（分別裝有一定量的水和煤油），對浸在液體中的物體所受的浮力進行了研究，如圖表示探究過程及有關數(shù)據(jù)．

（1）分析圖B、C、D，說明浮力大小跟物體排開液體的體積有關．
（2）分析圖D、E，說明浮力大小跟液體密度有關．
（3）物體完全浸沒在煤油中所有的浮力是2.4 N．
（4）小明還想探究浮力大小與物體形狀是否有關，他找來一小團橡皮泥、燒杯和水進行實驗，實驗步驟如下：
步驟一：將橡皮泥團放入盛有適量水的燒杯中，橡皮泥團下沉至杯底．
步驟二：將橡皮泥團捏成“碗狀”再放入水中，它漂浮在水面上．
（a）小明通過分析得出結論：由于第一次橡皮泥團受到的浮力小于（填“大于”、“等于”或“小于”）第二次呈“碗狀”時受到的浮力，所以物體受到的浮力與其形狀有關．
（b）同組的小紅不同意小明得出的結論，她指出小明的實驗有一處錯誤，所以才會得出錯誤的結論，錯誤的原因是：沒有控制排開液體的體積相同．

Answer 1

分析 物體在液體中受到豎直向下的重力G，豎直向上的彈簧測力計的拉力F，豎直向上的浮力F_浮作用而靜止，處于平衡狀態(tài)，由平衡條件可得F_浮=G-F；
（1）分析圖B、C、D，看物體所受浮力與物體排開液體體積間的關系，從而得出結論．
（2）探究浮力與密度的關系，應控制物體排開液體的體積相同而液體種類不同，分析各圖，找出符合條件的圖片．
（3）由圖A求出物體的重力，由圖E求出彈簧測力計對物體的拉力，然后由平衡條件求出物體在煤油中受到的浮力．

解答 解：（1）由圖B、C、D可知，物體浸入水的體積不同，即物體排開水的體積不同，物體受到的浮力不同，這說明：浮力大小與物體排開液體的體積有關．
（2）探究浮力與密度的關系，應控制物體排開液體的體積相同而液體種類不同，由圖D和圖E可知，物體排開液體的體積相同，兩燒杯中液體不同，液體密度不同，物體受到的浮力不同，因此圖D、E說明浮力大小跟液體密度有關．
（3）由圖A可知，物體的重力G=10N，由圖E可知，物體浸沒在煤油中時，彈簧測力計對物體的拉力F=7.6N，則物體受到的浮力F_浮=G-F=10N-7.6N=2.4N．
（4）（a）由物體的浮沉條件可知，橡皮泥下沉時F_浮1＜G，橡皮泥漂浮時F_浮2=G，則F_浮1＜F_浮2；
（b）錯誤原因就是沒有利用控制變量法，即沒有控制物體都要排開相同體積的液體．
故答案為：（1）物體排開液體的體積；（2）D、E；（3）2.4；（4）a、小于；b、沒有控制排開液體的體積相同．

點評 本題主要考查學生控制變量法的應用和圖象的分析能力．探究浮力的大小是否與液體密度的關系要保證物體排開液體體積一定；要探究浮力的大小與物體排開液體體積的關系要保證液體的密度一定；要探究浮力的大小是否與其它因素有關要保證物體排開液體的體積和液體的密度一定．