Question

12．小明同学通过实验来研究影响浮力大小的因素，做了如图所示的一系列实验．

（1）对比分析②③两次实验，得出的结论是液体密度一定时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大；
对比分析③④两次实验，得出的结论是浸没在液体中的物体受到的浮力跟物体浸没的深度没有关系；
对比分析④⑤两次实验，得出的结论是物体排开液体的体积一定时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大；
（2）综合分析和归纳上述实验，得到的较为完整的结论是：物体在液体中所受的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关，而与物体浸没入液体中的深度无关．
（3）小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”．他找来薄铁片、烧杯和水进行实验．实验步骤如下：
步骤一：将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底．
步骤二：将铁片弯成“碗状”再放入水中，它漂浮在水面上．
通过分析可知，第一次铁片受到的浮力小于第二次铁片受到的浮力（选填“大于”“等于”或“小于”）；小明得出：物体受到的浮力与其形状有关．小明得出错误结论的原因是：他只关注了铁片形状的改变，忽视了物体排开液体的体积对浮力大小的影响．

Answer 1

分析 （1）物体浸在液体中受到浮力作用，物体受到浮力大小跟液体的密度和物体排开液体的体积有关，在物体排开液体体积一定时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大；在液体的密度一定时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大．
物体浸没在液体中受到浮力大小跟物体浸没在液体的深度没有关系．
（2）运用控制变量法综合分析上述实验现象，可得出浮力的大小与什么因素有关，与什么因素无关．
（3）浸没在液体底部的物体受到的浮力小于物体的重力，漂浮在液面上的物体上受到的浮力等于物体的重力．物体受到的重力不变，比较两次受到的浮力大小．
用实验来探究物理结论时，一个物理量受到多个因素影响时，一定采用控制变量法．

解答 解：（1）由图②③可知，物体浸入水中的体积不同，物体受到的浮力不同，由此可知：浮力的大小跟物体排开液体的体积有关．
（2）由图③④可知，液体种类相同，物体浸入液体的体积相同，物体浸入液体的深度不同，但弹簧测力计的示数相同，说明所受浮力相同，因此可得出结论：浸没在同种液体中的物体，浮力的大小跟浸没的深度无关．
（3）由图④⑤可知，保持了物体的深度不变，物体排开液体的体积相同，液体的种类不同，弹簧测力计的示数也不同，液体密度越大，受到的浮力越大，因此可得出结论：物体排开液体的体积一定时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大．
（2）运用控制变量法综合分析上述实验现象，可得出较完整的结论是：物体在液体中所受的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关，而与物体浸没入液体中的深度无关．
（3）将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底，铁片受到的浮力小于铁片的重力；将铁片弯成“碗状”再放入水中，它漂浮在水面上，“碗状”铁片受到的浮力等于铁片的重力；铁片弯成碗状，形状变化，重力不变，所以第一次受到的浮力小于第二次受到的浮力．
小明探究过程中，只注意铁片形状的改变，没有控制铁片排开液体的体积的变化．控制变量法没有控制好．
故答案为：（1）液体密度一定时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大；浸没在液体中的物体受到的浮力跟物体浸没的深度没有关系；物体排开液体的体积一定时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大；
（2）物体在液体中所受的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关，而与物体浸没入液体中的深度无关；
（3）小于；形状；物体排开液体的体积．

点评 掌握浮力大小的影响因素，采用控制变量法探究浮力大小跟影响因素之间的关系．漂浮在液面上的物体受到的浮力等于物体的重力，这个结论应用很广泛．