Question

紅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探究，圖示表示探究過程及有關數據．

（1）分析圖A、B、C、D，說明浮力大小跟______有關．
（2）分析圖______，可初步說明浮力大小跟液體密度有關．
（3）E圖中被金屬塊排開的煤油重是______N．
（4）小紅還想探究浮力大小與物體形狀是否有關，她找來一小團橡皮泥、燒杯和水進行實驗．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）根據上述現象可以判斷出：第一次橡皮泥團受到的浮力______第二次呈“碗狀”時受到的浮力（選填“＞”、“＜”或“=”）．
（b）小紅通過比較橡皮泥團上述兩次受到的浮力大小，得出了浮力大小與物體形狀是否有關的結論．
全班交流時，大家發現小紅在實驗中有一個錯誤，你認為該錯誤是：______．

Answer 1

解：（1）由ABCD得，物體排開液體的體積增大，測力計的示數不斷減小，所以受到的浮力不斷增大．說明浮力的大小和物體排開液體的體積有關．
（2）由AD知，F_浮=10N-7N=3N，由AE知，F_浮′=10N-7.6N=2.4N，兩次浮力不同，可知浮力大小跟液體密度有關；
或由D、E兩圖知，液體的密度不同，物體排開液體的體積相同，根據測力計的示數可知所受浮力大小不同，所以說明浮力大小跟液體密度有關．
（3）由A知，G=10N，由E知F=7.6N，所以F_浮=G_排=10N-7.6N=2.4N．
（4）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，所以浮力小于重力；將橡皮泥團捏成“碗狀”再放入水中，它漂浮在水面上，所以浮力等于重力．因此第一次浮力小于第二次浮力．
（5）第二次受到的浮力大，是因為排開液體的體積增大了．由于兩次排開液體的體積不同，所以不能探究浮力大小與物體形狀是否有關．
故答案為：（1）排開液體的體積；（2）ADE（DE）；（3）2.4；（4）＜；在改變物體形狀的同時，未控制排開液體的體積相同．
分析：（1）比較ABCD圖中發生變化的量，得出浮力大小的影響因素．
（2）根據F_浮=ρ_液gV_排，浮力根據液體的密度和物體排開液體的體積有關，要探究浮力大小跟液體密度的關系，需使物體排開液體的體積不變，改變液體的密度．
（3）掌握阿基米德原理，浸在液體中的物體受到的浮力等于它排開液體的重力．
（4）（a）根據物體的浮沉條件進行判斷，若物體下沉，說明浮力小于重力；若物體漂浮，說明浮力等于重力．
（b）浸在液體中的物體受到的浮力與物體排開液體的體積有關，要探究浮力與形狀的關系，應控制排開液體的體積不變．
點評：此題探究浮力大小的影響因素，掌握阿基米德原理的內容，并能根據公式分析浮力的大小．同時考查了控制變量法在此實驗中的應用．