Question

（2012?高安市一模）某研究性學習小組的同學將不同的實心物體浸沒在水中后放手，發現有的物體上升到水面，有的物體下沉到容器底部，有的靜止在水中不動，為了研究實心物體質量和體積對此現象的影響，他們用水做實驗，記錄實驗數據如下表：

實驗序號	物塊	質量m/g	積體V/cm3	現象
1	A	7.5	30	上升到水面
2	B	25	50	上升到水面
3	C	24	24	靜止在水中
4	D	21	12	下降到底部
5	E	100	40	下降到底部

（1）李明同學分析比較實驗序號1與4和2與5的數據現象，得出結論：在液體中，物體的上升和下降跟它的體積無關，跟它質量有關，且質量小的物體上升，質量大的物體下降．劉華同學分析比較實驗序號1與4和2與5的數據及現象，得出結論：在液體中，物體的上升和下降跟它的質量無關，跟它的體積有關，且體積大的物體上升，體積小的物體下降．
請辨斷：李明的結論是

錯誤

的，劉華的結論是

錯誤

的．（填“正確”、“錯誤”）
（2）進一步綜合分析表中的數據及現象，并歸納得出結論：
當

ρ_物＜ρ_液

時，液體中的物體上升；
當

ρ_物=ρ_液

時，液體中的物體懸浮在液體中；
當

ρ_物＞ρ_液

時，液體中的物體下沉．
（3）由此我們可知，潛艇是在排水體積

不變

，浮力

不變

（選填“變大”“不變”“變小”），通過水艙

注水

（選填“注水”或“排水”）從而實現下潛的．

Answer 1

分析：（1）要判斷李明的結論是否正確，分析比較實驗序號1與4和2與5的數據現象，看采用控制變量法能否得出“在液體中，物塊的上升和下降跟它的體積無關，跟它的質量有關，且質量小的物 塊上升，質量大的物塊下降”的結論；同樣要判斷劉華的結論也采用同樣的方法．
（2）綜合分析表中的數據，計算物塊的質量與體積的比值得出物塊的密度，和水的密度比較，進一步推理得出結論；
（3）潛水艇是通過改變自重實現浮與沉的．

解答：解：
（1）要研究在液體中，物塊的上升和下降跟它的體積、質量是否有關，需要采用控制變量法，在物塊的質量相同時，比較物塊的體積，但分析實驗序號1與4和2與5的數據現象，發現每組數據的質量和體積都不同，沒有控制變量，因此無法得出“在液體中，物塊的上升和下降跟它的體積無關；跟它的質量有關，且質量小的物 塊上升，質量大的物塊下降”的結論，所以李明的結論是錯誤的；同理劉華的結論也是錯誤的；
（2）分析表中的數據，在液體中上升的物塊的共同特征是：物塊的質量與體積的比值小于水的密度1g/cm³；在液體中下降的物塊的共同特征是：物塊的質量與體積的比值大于水的密度1g/cm³；靜止在水中的物塊的共同特征是：物塊的質量與體積的比值等于水的密度1g/cm³；由此可得：
浸沒在液體中的物體：
當ρ_物＜ρ_液 時，液體中的物體上升；
當ρ_物=ρ_液時，液體中的物體懸浮在液體中；
當 ρ_物＞ρ_液時，液體中的物體下沉．
（3）潛艇在水中，排開水的體積不變由阿基米德原理可知受到的浮力不變；當水艙注水時潛艇重力增大，當F_浮＜G時，而實現下潛．
故答案為：
（1）錯誤，錯誤；
（2）ρ_物＜ρ_液 ，ρ_物=ρ_液，ρ_物＞ρ_液
（3）不變，不變，注水．

點評：本題考查了學生對物體浮沉條件的掌握和運用，當某物理量的影響因素有多個時，分析和探究過程以及實驗結論的表述都要利用好控制變量法．