二、 科学推理
物理课程标准中明确提出对推理能力的考核要求,即要求考生能正确运用科学思维方法,从定性和定量两个方面进行科学推理、找出规律、形成结论。推理能力属于基础能力层次,是解决物理问题的基础。推理能力是指演绎、归纳、类比能力,要求能够根据已知的知识和物理事实、条件,对物理问题进行逻辑推理和论证,得出正确的结论或做出正确的判断,并能把推理过程正确地表达出来。
例2 在“探究影响浮力大小因素”的实验中,一组同学提出了4种猜想。
小华:浮力大小与液体密度有关;小红:浮力大小与物体浸入液体的体积有关;
冬冬:浮力大小与物体所受的重力有关;玲玲:浮力大小与物体的形状有关。
他们找来了体积相同的A、B两块实心金属块、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等仪器。按照图中所示规范地完成了实验,记录了如下表所示的实验数据。
图9-5
观察表中数据,回答下列问题:
(1)根据表格中实验数据,可知A物体浸在液体中的体积为60cm3时,物体A所受浮力大小为___________N;表格中标有“Δ ”的位置的数字应该是_______________。
(2)通过分析比较第__________次实验数据,能够说明小华同学的猜想是正确的;分析比较第___________次实验数据,能够说明小红同学的猜想是正确的。
(3)为了验证冬冬同学的猜想,他们选择了第__________次实验数据,他们发现浮力大小与物体所受的重力______________(选填“无关”或“有关”)。
(4)要验证玲玲的猜想,同学们又找来了一块橡皮泥,他们把橡皮泥捏成不同形状,先后放入水中,发现有的漂浮在水面上,有的下沉。他们由此得出结论:浮力的大小与物体的形状有关。请指出他们实验方法的错误之处:________________________。
【答案】(1)0.6;3.8。(2)3、4;1、2、3。(3)4、5;无关。(4)没有控制橡皮泥浸在液体中体积相同。
解 析
(1)根据F浮=G-F拉=5N-4.4N=0.6N;比较第4、5两次实验可知,物体排开同种液体中的体积相同,受到的浮力相等,第5次物体受到的浮力为3N-1.8N=1.2N,则第4次的拉力为5N-1.2N=3.8N。
(2)小华的猜想是浮力大小与密度有关,根据3、4可知,浸在液体中的体积相同时,液体密度越大,物体受到的浮力越大;分析比较1、2、3可知物体浸在液体中的体积越大受到的浮力越大。
(3)比较4、5可知浸在液体中的物体受到浮力大小与重力无关。
(4)把橡皮泥做成不同的形状浸在液体中时,没有控制橡皮泥浸在液体中体积相同。
例2(1)问要求考生根据二次称重法和阿基米德原理定量的求出浮力和弹簧测力计的示数,而且可以用多种方法计算,考查学生的灵活度。后面(3)问根据表格数据,进行分析推理得出结论,对考生的分析、推理能力要求较高。本题涉及的核心素养为能对综合性物理问题进行分析和推理,获得正确结论并加以解释。
【知识点】决定浮力的因素。