Question

小明同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)研究影響浮力大小的因素，做了如圖所示的一系列實(shí)驗(yàn)．

（1）對(duì)比分析①②③兩次實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論是

液體密度一定時(shí)，物體排開(kāi)液體的體積越大，物體受到的浮力越大

；
對(duì)比分析①③④兩次實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論是

浸沒(méi)在液體中的物體受到的浮力跟物體浸沒(méi)的深度沒(méi)有關(guān)系

；
對(duì)比分析①④⑤兩次實(shí)驗(yàn)，得出的結(jié)論是

物體排開(kāi)液體的體積一定時(shí)，液體的密度越大，物體受到的浮力越大

；
（2）小明想探究“物體受到的浮力與其形狀是否有關(guān)”．他找來(lái)薄鐵片、燒杯和水進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．實(shí)驗(yàn)步驟如下：
步驟一：將鐵片放入盛水的燒杯中，鐵片下沉至杯底．
步驟二：將鐵片彎成“碗狀”再放入水中，它漂浮在水面上．
通過(guò)分析可知，第一次鐵片受到的浮力

小于

第二次鐵片受到的浮力（選填“大于”“等于”或“小于”）；
小明得出：物體受到的浮力與其形狀有關(guān)．小明得出錯(cuò)誤結(jié)論的原因是：他只關(guān)注了鐵片形狀的改變，忽視了

物體排開(kāi)液體的體積

對(duì)浮力大小的影響．
（3）“曹沖稱象”的故事流傳至今如圖所示，最為人稱道的是曹沖采用的方法，他把船上的大象換成石頭，而其他條件保持不變，使兩次的效果（船體浸入水中的深度）相同，于是得出大象的重就等于石頭的重．人們把這種方法叫“等效替代法”．請(qǐng)你寫(xiě)出他運(yùn)用的與浮力相關(guān)的物理知識(shí)

漂浮在液面上的物體所受浮力等于物體自身重力

．

Answer 1

分析：（1）物體浸在液體中受到浮力作用，物體受到浮力大小跟液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)，在物體排開(kāi)液體體積一定時(shí)，液體的密度越大，物體受到的浮力越大；在液體的密度一定時(shí)，物體排開(kāi)液體的體積越大，物體受到的浮力越大．
物體浸沒(méi)在液體中受到浮力大小跟物體浸沒(méi)在液體的深度沒(méi)有關(guān)系．
（2）浸沒(méi)在液體底部的物體受到的浮力小于物體的重力，漂浮在液面上的物體上受到的浮力等于物體的重力．物體受到的重力不變，比較兩次受到的浮力大小．
用實(shí)驗(yàn)來(lái)探究物理結(jié)論時(shí)，一個(gè)物理量受到多個(gè)因素影響時(shí)，一定采用控制變量法．
（3）漂浮在液面上的物體受到的浮力等于物體的重力．

解答：解：（1）①③實(shí)驗(yàn)得，物體受到的浮力為4N-3N=1N，①②實(shí)驗(yàn)得，物體受到的浮力為4N-3.6N=0.4N，實(shí)驗(yàn)③物體排開(kāi)液體體積大，受到的浮力大，所以液體密度一定時(shí)，物體排開(kāi)液體的體積越大，物體受到的浮力越大；
①③實(shí)驗(yàn)得，物體受到的浮力為4N-3N=1N，①④實(shí)驗(yàn)得，物體受到的浮力也為4N-3N=1N，實(shí)驗(yàn)③④物體排開(kāi)液體體積相等，受到的浮力相等，所以浸沒(méi)在液體中的物體受到的浮力跟物體浸沒(méi)的深度沒(méi)有關(guān)系；
①④實(shí)驗(yàn)得，物體受到的浮力為4N-3N=1N，①⑤實(shí)驗(yàn)得，物體受到的浮力為4N-2.8N=1.2N，所以物體排開(kāi)液體的體積一定時(shí)，液體的密度越大，物體受到的浮力越大．
（2）將鐵片放入盛水的燒杯中，鐵片下沉至杯底，鐵片受到的浮力小于鐵片的重力；將鐵片彎成“碗狀”再放入水中，它漂浮在水面上，“碗狀”鐵片受到的浮力等于鐵片的重力；鐵片彎成碗狀，形狀變化，重力不變，所以第一次受到的浮力小于第二次受到的浮力．
小明探究過(guò)程中，只注意鐵片形狀的改變，沒(méi)有控制鐵片排開(kāi)液體的體積的變化．控制變量法沒(méi)有控制好．
（3）大象在船上時(shí)，大象和船的總重等于船受到的浮力；把大象換成石頭，石頭和船總重等于船受到的浮力；船上放大象和船上放石頭，船排開(kāi)水的體積相同，船受到的浮力相同，所以石頭和大象的重相同．這種方法是等效替代法．此方法中主要利用漂浮在液面上的物體受到的浮力等于物體自身的重力．
故答案為：
（1）液體密度一定時(shí)，物體排開(kāi)液體的體積越大，物體受到的浮力越大；浸沒(méi)在液體中的物體受到的浮力跟物體浸沒(méi)的深度沒(méi)有關(guān)系；物體排開(kāi)液體的體積一定時(shí)，液體的密度越大，物體受到的浮力越大；
（2）小于；物體排開(kāi)液體的體積；
（3）漂浮在液面上的物體所受浮力等于物體自身重力．

點(diǎn)評(píng)：掌握浮力大小的影響因素，采用控制變量法探究浮力大小跟影響因素之間的關(guān)系．漂浮在液面上的物體受到的浮力等于物體的重力，這個(gè)結(jié)論應(yīng)用很廣泛．