Question

（1）学习完浮力后，有的同学提出，浮力大小除了与排开液体的体积和液体的密度有关外，是否还与物体的形状有关？针对这个问题，请从提供的器材中选取仪器进行探究．请写出选择的器材并简要写出实验步骤．
提供选择的器材有：弹簧测力计，三个形状不同的小石块，橡皮泥，烧杯、细线和水．
（2）请根据下列提供的器材设计一个电路，使直流电动机在人的操作下（运用开关的断开或闭合）既能正传，也能反转，请画出电路图． 提供选择的器材有：电源（1个）、开关（多个）或单刀双置开关（2个）、直流电动机（1台）、导线若干．

Answer 1

（1）器材：弹簧测力计、橡皮泥、烧杯、细线和水．
实验步骤：
方一：①用细线将橡皮泥吊在弹簧测力计上，测出橡皮泥重G；
②将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F₁；
③改变橡皮泥形状，将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F₂；
④再改变橡皮泥形状，将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F₃．
结论：求出橡皮泥各次在水中所受的浮力．若各次所受浮力相等，说明浮力大小与形状无关；若各次所受浮力不等，说明浮力大小与形状有关．
方二：①用细线将橡皮泥吊在弹簧测力计上，将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F₁；
②改变橡皮泥形状，把橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F₂；
③再改变橡皮泥形状，把橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F₃．
结论：比较橡皮泥各次浸没水中时测力计示数．若测力计的示数相等，说明浮力大小与形状无关；若测力计的示数不等，则说明浮力大小与形状有关．
（2）
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分析：（1）要正确地设计实验，注意控制变量．由于浮力大小除了与排开液体的体积和液体的密度有关，所以在探究浮力是否还与物体的形状有关时，需控制物体排开液体的体积和液体的密度．因此实验中需要选择橡皮泥，即可将其做成不同的形状，又可使其排开液体的体积不变（完全浸没）．
（2）首先知道通电导体的受力方向与磁场方向和电流方向有关．在此实验中，磁场方向是不便改变的，所以应通过改变通过电动机的电流方向来改变．
设计宗旨：开关处于不同的位置时，直流电动机与电源的正负极连接发生改变．
点评：此题考查了学生根据实验要求设计实验的能力．（1）中特别要注意控制变量法的应用；（2）中要注意怎样改变通过电动机的电流．