【題目】某小組同學(xué)在學(xué)習(xí)了“阿基米德原理的應(yīng)用”后,想探究輪船的吃水深度的影響因素。他們用如圖所示柱形容器來模擬輪船,此時可以認(rèn)為該柱形容器的吃水深度等于容器底部到水面的距離。然后他們將不同質(zhì)量的物塊放入不同底面積的柱形容器內(nèi)。相關(guān)實驗數(shù)據(jù)記錄在下表中。

(1)根據(jù)實驗序號15(或263748)相關(guān)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)可得出的初步結(jié)論是:漂浮在水面上的不同柱形容器,_____

(2)根據(jù)實驗序號_____相關(guān)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)可得出的初步結(jié)論是:漂浮在水面上的同一柱形容器,容器底面積相同,所裝物塊質(zhì)量越大,吃水深度越大。

分析(2)中的結(jié)論時,柱形容器的吃水深度與所裝物塊的質(zhì)量沒有成正比關(guān)系的原因是:_____。

(3)為了找出隱含的正比關(guān)系,該小組同學(xué)分別計算了物塊質(zhì)量增加量和吃水深度的增加量,分析實驗序號1、2、34(或5、6、78)可得出的結(jié)論是漂浮在水面上的同一柱形容器,____。

分析(3)中的結(jié)論時,組內(nèi)同學(xué)認(rèn)為現(xiàn)實生活中,上述結(jié)論仍不會成立。這一分析的依據(jù)是_______。

(4)完成上述實驗后,該小組同學(xué)發(fā)現(xiàn)同一艘輪船滿載質(zhì)量相同的貨物,如圖所示吃水深度卻有幾個值。分析產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是______。

【答案】所裝物塊質(zhì)量相同,底面積越小,吃水深度越大 1、2、345、6、78 柱形容器自身有質(zhì)量 吃水深度的增加量與所裝物塊質(zhì)量的增加量成正比 現(xiàn)實中的輪船并不是柱形 航行水域的水的密度不同

【解析】

(1)根據(jù)實驗序號1與5(或2與6或3與7或4與8)相關(guān)現(xiàn)象和數(shù)據(jù)可知,當(dāng)所放的物體質(zhì)量相同時,柱形容器的底面積越小,浸入水中的深度越大,所以得出的初步結(jié)論是:漂浮在水面上的不同柱形容器,所裝物塊質(zhì)量相同時,底面積越小,吃水深度越大。

(2)比較實驗序號1、2、345、6、78可知,當(dāng)柱形容器底面積一定時,所裝的物體質(zhì)量越大,浸入水中的深度越大,所以可得出的初步結(jié)論是:漂浮在水面上的同一柱形容器,容器底面積相同,所裝物塊質(zhì)量越大,吃水深度越大。

柱形容器的吃水深度與所裝物塊的質(zhì)量沒有成正比,原因是不能忽略柱形容器的本身質(zhì)量,而增加量是正比的。

(3)分別比較計算實驗序號1、2、34中的物體質(zhì)量增加量和浸入水中深度的增加量可知,物體質(zhì)量每增加50g,吃水深度增加0.5cm,比較實驗序號5、6、78可知,物體質(zhì)量每增加50g,吃水深度增加1.0cm,物塊質(zhì)量增加量和吃水深度的增加量,所以可得出的結(jié)論是漂浮在水面上的同一柱形容器,吃水深度的增加量與所裝物塊質(zhì)量的增加量成正比。

因為實際的輪船不是柱形的,當(dāng)吃水深度不同時,其橫截面積是變化的,所以現(xiàn)實生活中,上述結(jié)論仍不成立。

(4)當(dāng)同一艘輪船滿載質(zhì)量相同的貨物時,根據(jù)浮沉條件知,漂浮時浮力等于重力,所以浮力是相等的,而如圖所示吃水深度卻有幾個值,即排水液體的體積不同,根據(jù)知,只能是液體的密度發(fā)生了變化,所以產(chǎn)生這一現(xiàn)象的原因是:航行水域的水的密度不同。

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