Question

5．（1）在學(xué)習(xí)阿基米德原理時，對浸沒在水中的物體所受浮力的大小，小林有如下猜想：
A．是否與形狀有關(guān)？B．是否與物體浸沒在水中的深度有關(guān)？為了驗證猜想A，小林做了如下實驗：
①首先，用細線將橡皮泥拴在測力計下，測出它的重力G；然后在燒杯中裝入適量的水，使測力計下的橡皮泥剛好浸沒在水中，測得此時測力計的示數(shù)為F₁，則橡皮泥浸沒在水中受到的浮力的大小為G-F₁；
②將此橡皮泥捏成其它形狀后，在將它剛好浸沒在水中，記下測力計此時的示數(shù)F₂；分析以上數(shù)據(jù)，若有G-F₁=G-F₂（或F₁=F₂），則此結(jié)果可以初步證明浮力的大小與物體浸沒在水中的形狀無關(guān)；
③對影響浮力大小的因素，你還能提出的猜想是浸沒在水中的物體所受浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān)．實驗中采用了控制變量 的方法來研究．
（2）如圖所示是研究壓力作用效果的實驗：
①比較甲、乙兩個實驗可知，壓力作用效果跟壓力大小有關(guān)系．
②為了驗證壓力的作用效果與受力面積的關(guān)系應(yīng)該選用乙、丙兩個實驗來研究．
③分析比較甲、乙、丙三個實驗可以得出壓力的作用效果與壓力大小和受力面積大小有關(guān)．

Answer 1

分析 （1）①利用稱重法求得橡皮泥的浮力：用橡皮泥的重力減去它在液體中彈簧測力計的示數(shù)．
②探究浮力的大小與物體的形狀的關(guān)系，可用橡皮泥改變形狀，比較測力計示數(shù)是否變化，讀出此時的示數(shù)為F₂；G-F₁=G-F₂或直接寫F₁=F₂也對．
③生活中有很多現(xiàn)象可以說明浮力的大小可能與液體的密度有關(guān)，也可猜想與物體的密度、物體排開液體的體積等因素有關(guān)；
（2）壓力的作用效果的影響因素：壓力大小和受力面積大�。畨毫σ欢〞r，受力面積越小，壓力的作用效果越大；受力面積一定時，壓力越大，壓力的作用效果越大，在探究過程中注意控制變量法的應(yīng)用．

解答 解：
（1）①用線拴好橡皮泥掛在彈簧測力計下，測出橡皮泥的重G，將橡皮泥浸沒水中，讀出彈簧測力計的示數(shù)F₁，則橡皮泥受到的浮力F_浮=G-F₁．
②利用控制變量法，讓“液體密度”和“被物體排開的液體體積（物體體積）”兩個因素不變，只改變橡皮泥的形狀，根據(jù)F_浮=G-F示求出橡皮泥在不同形狀下所受到的浮力，若浮力是相等的，說明浮力的大小和物體形狀無關(guān)；若浮力不相等，說明浮力的大小和物體形狀有關(guān)．
③探究浮力的大小時，對浸沒在水中的物體所受浮力的大小，除了小林的猜想以外，還可以猜想與物體的密度、物體排開液體的體積等因素有關(guān)．
根據(jù)猜想，浮力與多個因素有關(guān)，應(yīng)用控制變量法；
（2）①比較甲、乙兩個實驗，受力面積一定，甲的壓力大，受壓物體的凹陷程度大，壓力的作用效果明顯，說明受力面積一定時，壓力越大，壓力作用效果越明顯．
②研究壓力作用效果大小跟受力面積大小的關(guān)系時，保持壓力大小不變，改變受力面積的大小，觀察受壓物體的凹陷深淺和受力面積大小的關(guān)系，實驗乙、丙符合條件，說明壓力一定時，受力面積越小，壓力的作用效果越大．
③由甲、乙、丙可知，壓力的作用效果與壓力大小和受力面積大小有關(guān)．
故答案為：（1）①G-F₁；②G-F₁=G-F₂（或F₁=F₂）；③浸沒在水中的物體所受浮力的大小與物體排開液體的體積有關(guān)；控制變量；
（2）①壓力大小；②乙、丙；③壓力的作用效果與壓力大小和受力面積大小有關(guān)．

點評 本題分別探究影響浸沒在液體中物體所受浮力的影響因素及影響壓力作用效果的因素，二者共同的特點是物理量均與多個因素有關(guān)，需用到控制變量法．