由阿基米德原理(F浮=G排液)結(jié)合相關(guān)知識,可以推得F浮=ρ液V排液g,從而看出物體受到的浮力大小與物體______和液體的______有關(guān).
有些愛思考的同學(xué)進一步提出,除上述兩個因素外,浮力的大小是否還與別的什么因素有關(guān)?其中,一個比較具體的問題是:物體所受浮力大小是否與物體的形狀有關(guān)?針對這個問題,若提供下列器材由你選擇,你將選擇哪些器材、怎樣進行探究?
供選擇的器材有:彈簧測力計,三個形狀不同的小石塊,橡皮泥,燒杯、細線和水.
(1)你選擇的器材是:______.
(2)你的探究方案(即實驗步驟)是:______
(3)你如何根據(jù)探究過程中觀察到的現(xiàn)象或獲得的數(shù)據(jù)得出結(jié)論:______.
【答案】分析:根據(jù)F浮=ρ液gV排可知,在排開液體體積一定時,液體密度越大,浮力越大;在液體密度一定時,物體排開液體的體積越大時,浮力越大;
(1)橡皮泥的體積不變,質(zhì)量也不變,重力也不變;
(2)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).
解答:解:排開液體的體積;密度
(1)因為三塊形狀不同的石塊體積無法確定是否相等,所以選擇的器材是:彈簧測力計、橡皮泥、燒杯、細線和水.
(2)實驗步驟:
或a、①用細線將橡皮泥吊在彈簧測力計上,測出橡皮泥重G;
②將橡皮泥浸沒水中,記下測力計的示數(shù)F1;
③改變橡皮泥形狀,將橡皮泥浸沒水中,記下測力計的示數(shù)F2;
④再改變橡皮泥形狀,將橡皮泥浸沒水中,記下測力計的示數(shù)F3.
或b、①用細線將橡皮泥吊在彈簧測力計上,將橡皮泥浸沒水中,記下測力計的示數(shù)F1;
②改變橡皮泥形狀,把橡皮泥浸沒水中,記下測力計的示數(shù)F2;
③再改變橡皮泥形狀,把橡皮泥浸沒水中,記下測力計的示數(shù)F3.
(3)或a、求出橡皮泥各次在水中所受的浮力.若各次所受浮力相等,說明浮力大小與形狀無關(guān);若各次所受浮力不等,說明浮力大小與形狀有關(guān);
或b、比較橡皮泥各次浸沒水中時測力計示數(shù).若測力計的示數(shù)相等,說明浮力大小與形狀無關(guān);若測力計的示數(shù)不等,則說明浮力大小與形狀有關(guān).
點評:開放性試題需要從多層面、多方位探索與題目有關(guān)的知識而獲得解決問題的方法.這類試題是以考查學(xué)生應(yīng)用物理知識綜合分析和解決問題的能力為主,從較高的水平對學(xué)生的各種能力進行考查,以提高學(xué)生的綜合探索創(chuàng)新能力.