Question

请你设计一个实验，研究浸在液体中的物体受到的浮力大小与物体的形状无关．
供选择的器材有：弹簧测力计，三个形状不同的小木块，三个形状不同的小石块，橡皮泥，烧杯、细线、水、酒精．
（1）你选择的器材是：______．
（2）你的研究方案（即实验步骤）是：______
（3）说明你是如何根据研究过程中观察到的现象或获得的数据得出结论的：______．

Answer 1

解：（1）在实验中，要保持液体密度和排开液体的体积不变，所以可将橡皮泥，同时要测量浮力，还要用到测力计，烧杯、水及细线．
（2）实验步骤应在烧杯中放入适量水，测出橡皮泥的重力，将其浸没在水中，测出拉力，改变橡皮泥的形状，测出拉力，计算出浮力进行比较得出结论．
因为浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关，改变物体的形状，排开水的体积不变，所以受到的浮力不变．
故答案为：（1）橡皮泥、烧杯、细线、水、弹簧测力计；
（2）①在烧杯中放入适量的水；
②用弹簧测力计测出橡皮泥的重为G；
③把橡皮泥捏成长方体，用弹簧测力计吊着橡皮泥浸没水中，观察弹簧测力计的示数为F₁；
④把橡皮泥捏成其它形状用弹簧测力计吊着橡皮泥浸没水中，观察弹簧测力计的示数为F₂；
⑤比较计算出的浮力（或比较F₁、F₂的大小）得出结论．（也可去掉步骤②）
（3）计算出浮力知，G-F₁=G-F₂（或F₁=F₂），可知浸在液体中的物体所受浮力大小与物体体积无关．
分析：由F_浮=ρ_液gV_排知，浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关，所以要研究浸在液体中的物体受到的浮力大小与物体的形状无关，需保持液体的密度和排开液体的体积不变，将同一物体浸没在同种液体中，改变物体的形状，测出各种情况下物体受到的浮力进行比较便可得出结论．
点评：此题通过让学生设计实验验证浮力大小与物体的形状无关，考查了学生对控制变量法的应用，同时加深了对影响浮力大小因素的掌握．