Question

18．在探究“浮力的大小與什么因素有關”的實驗中，曉彤和小雪猜想浮力的大小可能與物體的體積、物體的密度、物體浸入液體中的深度、液體的密度有關．現(xiàn)在他們想探究浮力的大小與物體體積是否有關，所用的實驗器材如圖所示（物體A、B、C的橫截面積相同）．請你也加入到他們的探究中來．

（1）除圖中實驗器材外，還需要的器材是彈簧測力計．
（2）實驗中，曉彤分別將物體A、C直立著掛在彈簧測力計下，浸在水中相同深度處，測量的實驗數(shù)據(jù)如表所示．

浸入深度/cm		0	2	4	6	8	10
彈簧測力計的示數(shù)/N	物體A	5.0	4.0	3.0	3.0	3.0	3.0
	物體C	7.5	6.5	5.5	4.5	4.5	4.5
物體受到的浮力/N	物體A	0	1.0	2.0	2.0	2.0	2.0
	物體C	0	1.0	2.0	3.0		3.0

①由表格中的數(shù)據(jù)可知，物體A的重力是5.0N．當物體浸在液體中的深度為8cm時，物體C受到的浮力是3N．
②分析表格中的實驗數(shù)據(jù)，可以得到的實驗結論是物體浸沒前，物體受到的浮力大小與物體的體積無關；物體浸沒后，物體受到的浮力大小與物體的體積有關．
（3）曉彤發(fā)現(xiàn)小雪的實驗得出的結論有相互矛盾的地方，他們通過討論，找到了矛盾的根源，由此他們得到了該探究問題的新啟示．你認為他們得到的啟示是浸在液體中的物體受到的浮力大小可能與排開液體的體積有關．．

Answer 1

分析 （1）實驗中要測量浮力大小，采用“稱重法”求浮力，所以需要的器材是彈簧測力計；
（2）①物體沒有浸入水中時，彈簧測力計的示數(shù)即為物體重力；根據(jù)F_浮=G-F_拉求出浮力；
②分析表中前3組數(shù)據(jù)、后3組數(shù)據(jù)，分別得出物體浸沒前和浸沒后物體受到浮力大小的結論；
（3）出現(xiàn)矛盾的關鍵在于，物體浸在液體中受到的浮力大小，小雪采用“物體的體積”來描述造成的．

解答 解：（1）實驗中要測量浮力大小，應采用“稱重法”求浮力，需要的器材是彈簧測力計；
（2）①由表知，物體A沒有浸入水中時，彈簧測力計的示數(shù)即為物體重力，大小為5.0N；物體C的重為7.5N，當物體浸在液體中的深度為8cm時，彈簧測力計的示數(shù)為4.5N，物體C受到的浮力是F_浮=G-F_示=7.5N-4.5N=3N；
②由已知，C物體的體積大于A物體的體積．兩物體沒有浸在水中時，排開液體體積為0，沒有受到浮力作用；兩物體浸入水中的深度分別為2cm、4cm，因兩物體橫截面積相等，所以，兩物體排開液體的體積相等，受到的浮力始終相等，由此說明浮力大小與物體本身的體積無關；兩物體浸入水中的深度分別為6cm、8cm、10cm，物體A、C排開液體的體積保持不變，受到的浮力不變，但C物體受到的浮力始終大于A物體，說明物體受到的浮力大小與物體本身的體積有關；綜合上以分析得出的結論：物體浸沒前，物體受到的浮力大小與物體的體積無關；物體浸沒后，物體受到的浮力大小與物體的體積有關．
（3）在結論“物體浸沒后，物體受到的浮力大小與物體的體積有關”中，物體本身的體積即為排開液體的體積，所以，他們得到了該探究問題的新啟示是：浸在液體中的物體受到的浮力大小可能與排開液體的體積有關．
故答案為：（1）彈簧測力計；
（2）①5.0；3；  ②物體浸沒前，物體受到的浮力大小與物體的體積無關；物體浸沒后，物體受到的浮力大小與物體的體積有關；
（3）浸在液體中的物體受到的浮力大小可能與排開液體的體積有關．

點評 本題主要考查學生分析數(shù)據(jù)的歸納能力、實驗結論的評估能力，綜合性較強、難度較大．此題表格較為復雜，從表格中發(fā)現(xiàn)隱含的有效信息是解題的關鍵．