Question

請你設(shè)計一個實驗，研究浸在液體中的物體受到的浮力大小與物體的形狀無關(guān)．
供選擇的器材有：彈簧測力計，三個形狀不同的小木塊，三個形狀不同的小石塊，橡皮泥，燒杯、細(xì)線、水、酒精．
（1）你選擇的器材是：______．
（2）你的研究方案（即實驗步驟）是：______
（3）說明你是如何根據(jù)研究過程中觀察到的現(xiàn)象或獲得的數(shù)據(jù)得出結(jié)論的：______．

Answer 1

解：（1）在實驗中，要保持液體密度和排開液體的體積不變，所以可將橡皮泥，同時要測量浮力，還要用到測力計，燒杯、水及細(xì)線．
（2）實驗步驟應(yīng)在燒杯中放入適量水，測出橡皮泥的重力，將其浸沒在水中，測出拉力，改變橡皮泥的形狀，測出拉力，計算出浮力進(jìn)行比較得出結(jié)論．
因為浮力大小與液體密度和排開液體的體積有關(guān)，改變物體的形狀，排開水的體積不變，所以受到的浮力不變．
故答案為：（1）橡皮泥、燒杯、細(xì)線、水、彈簧測力計；
（2）①在燒杯中放入適量的水；
②用彈簧測力計測出橡皮泥的重為G；
③把橡皮泥捏成長方體，用彈簧測力計吊著橡皮泥浸沒水中，觀察彈簧測力計的示數(shù)為F₁；
④把橡皮泥捏成其它形狀用彈簧測力計吊著橡皮泥浸沒水中，觀察彈簧測力計的示數(shù)為F₂；
⑤比較計算出的浮力（或比較F₁、F₂的大�。┑贸鼋Y(jié)論．（也可去掉步驟②）
（3）計算出浮力知，G-F₁=G-F₂（或F₁=F₂），可知浸在液體中的物體所受浮力大小與物體體積無關(guān)．
分析：由F_浮=ρ_液gV_排知，浮力大小與液體的密度和排開液體的體積有關(guān)，所以要研究浸在液體中的物體受到的浮力大小與物體的形狀無關(guān)，需保持液體的密度和排開液體的體積不變，將同一物體浸沒在同種液體中，改變物體的形狀，測出各種情況下物體受到的浮力進(jìn)行比較便可得出結(jié)論．
點評：此題通過讓學(xué)生設(shè)計實驗驗證浮力大小與物體的形狀無關(guān)，考查了學(xué)生對控制變量法的應(yīng)用，同時加深了對影響浮力大小因素的掌握．