Question

某研究性学习小组的同学将不同的实心物体浸没在水中后放手，发现有的物体上升到水面，有的物体下沉到容器底部，有的静止在水中不动，为了研究实心物体质量和体积对此现象的影响，他们用水做实验，记录实验数据如下表：

实验序号	物块	质量m/g	积体V/cm3	现象
1	A	7.5	30	上升到水面
2	B	25	50	上升到水面
3	C	24	24	静止在水中
4	D	21	12	下降到底部
5	E	100	40	下降到底部

（1）李明同学分析比较实验序号1与4和2与5的数据现象，得出结论：在液体中，物体的上升和下降跟它的体积无关，跟它质量有关，且质量小的物体上升，质量大的物体下降．刘华同学分析比较实验序号1与4和2与5的数据及现象，得出结论：在液体中，物体的上升和下降跟它的质量无关，跟它的体积有关，且体积大的物体上升，体积小的物体下降．
请辨断：李明的结论是______的，刘华的结论是______的．（填“正确”、“错误”）
（2）进一步综合分析表中的数据及现象，并归纳得出结论：
当______时，液体中的物体上升；
当______时，液体中的物体悬浮在液体中；
当______时，液体中的物体下沉．
（3）由此我们可知，潜艇是在排水体积______，浮力______（选填“变大”“不变”“变小”），通过水舱______（选填“注水”或“排水”）从而实现下潜的．

Answer 1

解：
（1）要研究在液体中，物块的上升和下降跟它的体积、质量是否有关，需要采用控制变量法，在物块的质量相同时，比较物块的体积，但分析实验序号1与4和2与5的数据现象，发现每组数据的质量和体积都不同，没有控制变量，因此无法得出“在液体中，物块的上升和下降跟它的体积无关；跟它的质量有关，且质量小的物 块上升，质量大的物块下降”的结论，所以李明的结论是错误的；同理刘华的结论也是错误的；
（2）分析表中的数据，在液体中上升的物块的共同特征是：物块的质量与体积的比值小于水的密度1g/cm³；在液体中下降的物块的共同特征是：物块的质量与体积的比值大于水的密度1g/cm³；静止在水中的物块的共同特征是：物块的质量与体积的比值等于水的密度1g/cm³；由此可得：
浸没在液体中的物体：
当ρ_物＜ρ_液 时，液体中的物体上升；
当ρ_物=ρ_液时，液体中的物体悬浮在液体中；
当 ρ_物＞ρ_液时，液体中的物体下沉．
（3）潜艇在水中，排开水的体积不变由阿基米德原理可知受到的浮力不变；当水舱注水时潜艇重力增大，当F_浮＜G时，而实现下潜．
故答案为：
（1）错误，错误；
（2）ρ_物＜ρ_液 ，ρ_物=ρ_液，ρ_物＞ρ_液
（3）不变，不变，注水．
分析：（1）要判断李明的结论是否正确，分析比较实验序号1与4和2与5的数据现象，看采用控制变量法能否得出“在液体中，物块的上升和下降跟它的体积无关，跟它的质量有关，且质量小的物 块上升，质量大的物块下降”的结论；同样要判断刘华的结论也采用同样的方法．
（2）综合分析表中的数据，计算物块的质量与体积的比值得出物块的密度，和水的密度比较，进一步推理得出结论；
（3）潜水艇是通过改变自重实现浮与沉的．
点评：本题考查了学生对物体浮沉条件的掌握和运用，当某物理量的影响因素有多个时，分析和探究过程以及实验结论的表述都要利用好控制变量法．