Question

在實(shí)驗(yàn)室中，同學(xué)們利用能漂浮在水面上的新鮮蘿卜做了如下實(shí)驗(yàn)：
（1）在探究“物體的上浮或下沉與哪些因素有關(guān)”的活動(dòng)中，同學(xué)們將蘿卜放入水中，蘿卜漂浮在水面上，如圖甲所示．為了使漂浮的蘿卜沉下去，甲同學(xué)將一根短而粗的鐵釘全部插入蘿卜中，乙同學(xué)也用同樣的鐵釘，但只將其一半插入到蘿卜中，再次將蘿卜放入水中松手，結(jié)果兩個(gè)蘿卜均沉入水底．他們?cè)谔骄窟^(guò)程中往蘿卜中插入鐵釘是為了

 

；從他們探究的方法來(lái)分析

 

（甲或乙）的方法更合理，理由是

 

．
（2）同組的丙同學(xué)用細(xì)線拴住一端粗、一端細(xì)的蘿卜并懸掛起來(lái)，靜止后蘿卜的軸線水平，如圖乙所示；在拴線處沿豎直方向?qū)⑻}卜切成A、B兩段．則

 

（填“A”或“B”或“一樣”）重．
（3）同組的丁同學(xué)又找來(lái)量筒、小刀、水和細(xì)銅絲測(cè)量蘿卜的密度．
①請(qǐng)你用畫(huà)簡(jiǎn)圖的方法描述他的實(shí)驗(yàn)過(guò)程．
②密度的表達(dá)式

 

．

Answer 1

分析：（1）決定蘿卜浮沉的是它的重力與浮力的大小關(guān)系，因此，兩位同學(xué)是從這一角度來(lái)改變探究條件的，從控制變量法的要求來(lái)看，我們應(yīng)盡量保持浮力不變的情況下，來(lái)改變蘿卜的重力，才更有說(shuō)服力．
（2）杠桿的平衡條件是力和力臂的乘積相等，在此條件下，只要準(zhǔn)確認(rèn)識(shí)好各個(gè)力和力臂，結(jié)合杠桿平衡條件，就可得出力或者力臂的關(guān)系．
（3）讓蘿卜漂浮在水平上，根據(jù)平衡條件與浮力公式求出蘿卜的質(zhì)量，用排水法測(cè)出蘿卜的體積，然后由密度公式求出蘿卜的密度．

解答：解：（1）插入鐵釘改變了蘿卜的重力，使重力大于浮力，從而使蘿卜一沉；
根據(jù)控制變量的要求，在改變蘿卜重力的過(guò)程中，應(yīng)盡量保證其體積與浮力的大小不變，因此，甲的方法更合理．
（2）由杠桿平衡條件可知：G_AL_A=G_BL_B，因L_A＜L_B，所以G_A＞G_B；即A重．
（3）①實(shí)驗(yàn)步驟：
用小刀切一小塊長(zhǎng)方體蘿卜；
如圖1所示，在量筒內(nèi)裝入適量的水，測(cè)出其體積V₁；
把蘿卜放入量筒中，蘿卜漂浮在水面上，如圖2所示，讀出量筒的示數(shù)V₂；
用細(xì)銅絲把蘿卜壓入水中，讀出此時(shí)量筒示數(shù)V₃；

②蘿卜的重力等于它漂浮在水面上受到的浮力，
則G=F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水g（V₂-V₁）=mg，
蘿卜的質(zhì)量m=ρ_水（V₂-V₁），
蘿卜的體積V=V₃-V₁，
蘿卜的密度：
ρ=

m

V

=

ρ水(V2-V1)

V3-V1

；
故答案為：（1）改變重力的大小，使重力大于浮力；甲；甲將鐵釘全部插入蘿卜中，在改變重力時(shí)，體積（或浮力）幾乎不變；（2）A；（3）如圖所示；ρ=

ρ水(V2-V1)

V3-V1

．

點(diǎn)評(píng)：（1）此題是對(duì)浮沉條件的探究，鐵釘?shù)淖饔镁褪歉淖兞宋矬w的重力．在設(shè)計(jì)和操作實(shí)驗(yàn)時(shí)，我們要注意一些細(xì)節(jié)對(duì)結(jié)果的影響，此題中如果將鐵釘露在外面一部分，
那么勢(shì)必會(huì)增大它的排水體積，從而使浮力增大，有可能造成結(jié)果的不確定性．
（2）此題考查了杠桿平衡條件的應(yīng)用，運(yùn)用杠桿平衡條件，同時(shí)注意對(duì)杠桿上的力和力臂的理解，就可得到答案．
（3）本題考查了測(cè)固體密度的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)，知道實(shí)驗(yàn)原理、掌握排水法測(cè)密度的方法即可正確解題．