影响浮力大小的因素
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物理《影响浮力大小的因素》知识梳理知识梳理1.浮力大小与哪些因素有关的实验(1)实验探究方法:控制变量法(2)物体浸在液体中所受的浮力大小与液体的密度和物体排开液体的体积有关;与物体的质量、体积、重力、形状、浸没的深度等均无关。
2.浮力计算方法的总结:(1)平衡法:F浮=G(2)称量法:F浮=G-F(3)压力差法:F浮=F向上-F向下(4)阿基米德原理法(公式法):F浮=G排或F浮=ρ液V排g“全部浸入”和“部分浸入”:当物体全部浸入液体(或气体)时,V排=V物;当物体部分浸入液体(或气体)时,V排<V物。
适用范围:液体(或气体)课堂例题:例题1.探究“影响浮力大小的因素”时,小红做了如图所示的实验.请你根据她的实验探究,回答下列问题:A B C D E(1)比较图B和C可知,物体受到的浮力大小与排开液体的__体积_有关.(2)比较图C和E可知,物体受到的浮力大小与液体的_密度有关.(3)比较图C和__D__可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关.(4)图E中物体受到的浮力大小为__0.8_N.(5)比较图C和E可知,水对杯底部的压强_大于酒精对杯底部的压强.例题2.一个苹果的质量为160 g,密度约为0.8×103kg/m3,苹果的体积是__2x10-4__m3,用手将苹果浸没在水中时,苹果受到的浮力是__ 2__N.(水的密度为1.0×103kg/m3,g取10 N/kg) 例题3.体积相同的铅球、铜块和木块,浸在液体中的情况如图所示,比较它们受到的浮力大小,正确的是(D)A.铅球受到的浮力最大B.木块受到的浮力最大C.铜块受到的浮力最大D.他们受到的浮力一样大巩固作业:1.关于浸在水中的物体受到的浮力,下列说法正确的是( C )A.物体的密度越大,受到的浮力越大B.物体没入水中越深,受到的浮力越大C.物体排开水的体积越大,受到的浮力越大D.漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大2.如图所示,两只相同的气球,分别充入氢气和空气,充气后体积相同,放飞气球时只有氢气气球升上空中.若它们在空气中受到的浮力分别为F氢和F空,则下列说法中正确的是( B)A.F氢>F空B.F氢=F空C.F氢<F空D.条件不足,无法比较点拨:气球是“浸没”在空气中的,因为体积相同,所以排开空气的体积相同,根据公式可知,两球所受浮力相同3.2018年4月20日,我国最先进的自主潜水器“潜龙三号”(如图所示)成功首潜.潜水器在水面下匀速下潜过程中( D)A.受到的重力小于浮力B.上、下表面受到的压力差变大C.受到的压强变大,浮力变大D.受到的压强变大,浮力不变4.小关与同学们去游览桂林两江四湖,登上游船后,船会下沉一些,那么( C)A.船的重力将减小B.水对船的浮力将减小C.水对船的浮力将增大D.水对船的浮力将保持不变5.取一只空牙膏袋,一次将它挤瘪,另一次将它撑开,两次都拧紧盖后先后放入同一杯水中,如图所示,两次牙膏袋排开水的体积V甲和V乙的大小关系是V甲<V乙;两次所受的浮力F甲和F乙的大小关系是F甲<F乙。
实验14探究浮力大小影响因素实验实验目的:探究浮力的大小受哪些因素影响。
实验原理:浮力是指物体在液体中呈现的向上的力。
根据阿基米德定律,浮力的大小等于物体在液体中排开的液体体积的重量。
浮力的大小受物体的体积、液体的密度以及重力加速度的影响。
实验材料:1.实验器材:水槽、浮力计、外形规则的物体(如木块、塑料块等)。
2.实验药品:水。
实验步骤:1.将水槽中注满水。
2.将浮力计放入水中,使其浮在水面上,并记录此时的读数为零点。
3.往水槽中放入一个外形规则的物体(如木块),使其在水中浸没,并记录此时的浮力计示数。
再放入一个体积相同的物体(如塑料块),记录此时的浮力计示数。
4.重复第3步,但每次加入的物体重量不同,记录每次的浮力计示数。
5.换一种液体(如食盐溶液)重复步骤2-4实验结果:1.记录不同物体在同一液体中的浮力计示数,观察浮力大小的变化。
2.记录相同物体在不同液体中的浮力计示数,观察浮力大小的变化。
实验数据处理:根据实验结果,绘制浮力大小与物体的体积、液体的密度以及重力加速度的关系图,分析浮力受这些因素影响的规律。
实验讨论:1.通过观察实验数据和处理后的结果,可以发现:a.物体的体积越大,浮力越大。
b.液体的密度越大,浮力越大。
c.重力加速度越大,浮力越大。
2.根据阿基米德定律的公式F=ρ*V*g,可以得出结论:a.浮力与物体的体积正相关。
b.浮力与液体的密度正相关。
c.浮力与重力加速度正相关。
3.此外,浮力的大小还受到物体的形状和液体的粘度等因素的影响,但本实验未对此进行考虑。
4.实际应用中,我们常借助浮力的原理进行物体的浮沉判断、潜水器的设计等工程问题的解决。
实验拓展:1.可以通过改变物体的形状、液体的温度等条件,进一步探究浮力的大小受哪些因素的影响。
2.可以设计利用浮力的原理进行水上物体测量的仪器,例如水尺。
3.可以利用浮力原理设计一个可以根据液体密度测量物体体积的仪器。
总结:通过本实验,我们可以得出浮力的大小受物体的体积、液体的密度以及重力加速度的影响。
2019年中考物理考点总动员专题06 探究影响浮力大小的因素(第03期)阿基米德原理:(1)影响浮力大小的因素①浮力的大小只跟液体的密度和物体排开的液体的体积有关,而跟物体浸入液体中的深度、物体的形状、密度、物体在液体中是否运动等因素无关。
②我们通过探究性的实验发现,浮力大小只决定于被排开液体的重力。
③阿基米德原理不仅适用于液体,也适用于气体。
由于气体充满整个空间,因此气体中的物体体积始终等于排开气体的体积。
(2)对浮力公式的认识①G 排是物体排开液体的重力而不是液体自身的重力。
②ρ液是指液体的密度,而不是物体的密度。
③V 排是排开液体的体积,不一定是物体的体积。
典型例题 取一只重力忽略不计小塑料袋,袋内装满水,用细线把袋口扎紧,袋内不留空气,如图(a )所示,用弹簧测力计测出水袋重为2.8N 。
将这水袋逐渐浸入水中,通过观察到的 现象,说明水袋所受浮力变大,当水袋全部浸没水中时,弹簧测力计的读数为 ;一个重为2N 的苹果悬浮在水中如图(b ),受到的浮力为 N ;往水中加盐,苹果逐渐浮起,最后漂浮在水面如图(c ),则漂浮时与悬浮时相比受到的浮力 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
解析:把装水的塑料袋慢慢放入水中,水袋受到水向上的浮力,弹簧测力计的示数会变小。
当水袋浸入水中的体积增大时,排开水的体积增大,受到的浮力增大,弹簧测力计对袋子的拉力在减小。
苹果悬浮于水中,受到的浮力等于其重力。
向水中加盐,水的密度变大,盐水密度大于苹果的的密度,苹果会漂浮于水中,漂浮时浮力也等于重力,所以苹果的浮力不变。
答案:弹簧测力计读数逐渐变小 0 2 不变针对练习1 如图所示,重为10牛的物体在细绳的作用下静止在水中,物体的体积为2×10-3米3,物体所受的浮力为 牛,方向 。
当剪断细线时,物体所受合力的大小 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。
(a ) (b )(c )针对练习2如图甲所示,一生一熟两个鸡蛋,一起放入装有水的烧杯中,往水中边加盐边搅拌,观察到原来都沉底的鸡蛋有一个先浮出液面。
《探究影响浮力大小的因素》说课稿一、说教材1、教材内容要点:第一,浮力;第二,浮力产生的原因;第三,阿基米德原理2、教材的地位和作用:对浮力这一节内容的研究是在小学自然课和生活经验中已经熟悉浮起的物体受到浮力并结合前几节所学知识的基础上综合地应用液体的压强、压力、二力平衡和二力合成等知识来展开的。
这一节是本章的重点和关键,对浮力的研究为学习阿基米德原理、浮力的利用奠定了基础。
浮力知识对人们的日常生活,生产技术和科学研究有着广泛的现实意义。
3、教学目标(1)知识目标根据新课标的要求,通过对这一节课的教学,要使学生知道什么是浮力和浮力的方向,理解浮力产生的原因,理解物体的浮沉条件。
(2)能力目标培养学生的观察能力、实验操作能力、分析概括能力以及演绎推理能力等。
(3)情感目标培养学生探索求真知的精神,对学生进行实践观点的教育。
4、教学的重点与难点浮力概念贯穿本章始末,与人们的生活密切联系,所以浮力概念的建立是本节课的一个重点。
对物体浮沉和浮力产生的原因的研究,需要综合应用旧知识来解决新问题,因而对理论分析和推理论证能力要求提高了。
而初中生侧重于对直观现象进行具体、形象的思维来获得知识。
因此这两个知识点既是本节课的重点又是难点。
培养学生的多种能力也是这节课的重点,这是素质教育对现代教学的要求。
二、学生分析所授课的八(6)班多数学生上进心强,学习态度端正,有良好的学习习惯,但是缺乏一定的探索研究问题的能力。
浮力现象是学生在生活中比较熟悉的,也是他们容易发生兴趣的现象。
教学中要注意培养学生对物理的兴趣,充分发挥演示实验的作用,迎合他们好奇、好动、好强的心理特点,调动他们学习的积极性和主动性。
15岁左右的初中生的思维方式要求逐步由形象思维向抽象思维过渡,因此在教学中应注意积极引导学生应用已掌握的基础知识,通过理论分析和推理判断来获得新知识,发展抽象思维能力。
当然在此过程仍需以一些感性认识作为依托,可以借助实验加强直观性和形象性,以便学生理解和掌握。
时间:班级姓名
《探究影响浮力大小的因素》
一、提出问题: 影响浮力大小的因素可能有哪些?
二、猜想与假设
三、设计实验、制定计划
1、实验方法:
2、实验原理:
3、实验仪器和器材:
弹簧测力计(0--2.5N)、两个钩码(0.5N)、两个乒乓球(体积相等但填充物密度不同)、玻璃烧杯、鸡蛋、水、盐。
四、进行实验、收集证据(小组合作)
实验1:验证“物体浸在液体中的体积”这一因素对浮力大小的影响
实验3:验证“物体密度”这一因素对浮力大小的影响
实验5:验证“物体体积”这一因素对浮力大小的影响
结论:。
2020—2021学年八年级物理下册第八章《浮力》达标训练一.探究浮力因素1.浮力:①定义:浸在液体中的物体受到液体向上托的力,叫做浮力。
②方向:竖直向上与重力方向相反③产生的原因:受到液体上下表面的压力差。
2.影响浮力大小的因素:①液体的密度②排水体积3.阿基米德原理:①内容:一切浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
②公式:F浮=ρ液gV排③对V排的理解:浸在水中的体积2计算浮力的方法:①压力差法:F浮=F上-F下②称重法:F浮=G-F拉③二力平衡法(悬浮或漂浮法):F浮=G物(其中F浮=ρ液gV排.G物=ρ物gV物)④阿基米德原理法:F浮=ρ液gV排(已知液体密度ρ液和排水体积 V排)二.物体沉浮条件1.比较重力与浮力得出沉浮条件:①当F浮>G物,上浮②当F浮=G物,漂浮或悬浮③当F浮<G物下沉2.比较物体密度和液体密度得出沉浮条件:①ρ物<ρ液,上浮②ρ物=ρ液,悬浮③ρ物﹥ρ液,下沉3.只要看到悬浮或漂浮,马上得出F浮=G物(知道F浮目的是得到V排,知道V排目的是算F浮)4.告诉重力和浸没在水中时测力计的示数,目的是根据F浮= G-F拉算出浮力从而得出V排也就是物体体积三.物体沉浮条件应用:1轮船:①是利用空心的办法增大了可以利用的浮力。
②轮船从长江驶入大海浮力不变将浮起来一些。
(图形③轮船从大海驶入长江浮力不变将沉下去一些。
(图形2潜水艇:①是通过改变自身重力来实现下潜和上浮的。
②潜水艇在海面下不断下潜时浮力不变压强变大。
③潜水艇从海面下潜行到河面下时所受的浮力变小原因是 V排不变ρ液变小3.密度计:①密度计是利用漂浮时浮力等于重力的原理制成的。
②密度计①漂浮在各种液体的液面上时,所受的浮力不变,②漂浮在密度大的液体液面上时,露出的多浸入的少(用图形表示③漂浮在密度小的液体液面上时,露出的少浸入的多(用图形表示4.气球和飞艇:是利用空气浮力通过改变自身的体积,使G<F浮使气球或飞艇上浮的。
“影响浮力大小的因素”(第一课时)乐清市乐成镇第一中学石晓煦背景介绍情况描述由于近几年教学观念的改革,在各科教学中越来越注重以学生自主研究、合作学习为主的探究式教学,因而,我在平时教学中非常重视对学生进行学习方法及实验设计方面的指导。
经过近三年时间的培养,初三(12)班的同学已基本形成合作交流,敢于探究与实践的良好学风,学生之间相互评价,相互提问的互动气氛较浓。
鉴于平时教学中所进行的探究主要是侧重于实验探究,因此我打算对学生进行一次课内理论探究的尝试。
考虑到初三学生已有了一定的力学知识储备,而且浮力问题较为常见,学生会有较多的感性认识,但由于对表面现象缺乏深入分析,学生对“浮力的大小跟哪些因素有关”这个问题有许多错误的认识,比较适合开展探究性学习。
于是决定尝试着把第六册中浮力这一节内容分为两课时进行探究教学,第一课时侧重于学生思维上的探究,第二课时侧重于学生定量实验探究。
课题描述(一)教学目标1、认知目标(1)感受不同物体在液体中受浮力的情况(2)知道影响浮力大小的具体因素2、能力目标(1)指导学生通过协商、讨论、实验等探究活动获得“影响浮力大小的因素”的相关知识(2)培养学生提出问题的能力和实验探究能力(3)发展学生批评性思维,培养思维的严密性3、情感目标(1)通过对实例的讨论、归纳,提高学生学习兴趣及探究的自信心学会与人合作,朋友善于观察、敢于发现、大胆质疑的品质(二)教学仪器准备(学生仪器)弹簧秤(一把)、烧杯(二小一大)、石块(一大一小)、水、酒精、圆柱体两只(体积相同而密度不同)、刻度尺(一把)等。
(教师仪器)除学生仪器外,还有装面粉的气球(一只)、一角硬币(两枚)、玩具小船(一只)、不锈钢碟(一只)等等。
教学过程(一)设置情景、提出问题一开始上课我就从生活实例着手,提出一个简单而亲切的问题:小明是小学三年级的学生,有一天早餐店吃早餐的时候,看见店主正在炸油条,他惊奇地发现:刚放入油锅的面条儿是沉在锅底的,而炸好了的油条能却浮在油面上。
他感到疑惑不解:为什么油条能浮在油面上而不下沉呢?简单的问题启动了学生的思维,接着我启发学生利用生活实里例讨论、归纳出不同的物体在不同的液体里也同样受到浮力。
针对学生举例中只对浮在液面上的物体受到浮力有较多的感性认识,我又指导学生利用弹簧秤自己动手通过实验验证沉在液体中的物体同样也受到了浮力,并从实验中总结出测量浮力大小的一种方法——称量法,为下面的验证猜想的实验做准备。
同时结合各小组在实验中所测得的浮力大小有异这一事实提出问题:浮力的大小会跟哪些因素有关?(二)讨论协商、提出猜想[讨论]为了使学生能进行有效的协商讨论,首先我鼓励学生们不妨利用已有的知识及生活经验,对影响浮力大小的因素这个问题作出大胆而清晰的猜想,同时也提出要求:由于猜想不是瞎想,所以,当你把自己的猜想展示给同组其他同学时,要说明你根据哪一个具体的事例得出这一猜想,而且在自己陈述的同时也要认真倾听组内其他同学的设想及意见,若认为别人的猜想不合理,可以提出修正的建议,但应有更有力的事实支持自己的设想,最后请小组长把自己这一组中认为最有可能或最深研究猜想写下来(写在实验报告单上)展示给大家。
在接下来的小组讨论中,我发现讨论非常激烈,每位同学都能参与其中,而且有的同学还动手为自己的猜想进行简单的实验验证,我也忙于在各组之间巡视指导,主要是帮助他们组织讨论或帮助他们对不合理猜想的批驳确定切入点,但对他们的猜想不进行评价,大约经过10分钟的讨论,各组都有了自己的成果。
[提出猜想]首先我请得出猜想最多的第4小组来汇报猜想,他们的组长是一位女生,她提出的第一个猜想是:浮力的大小和物体浸入液体的深度有关,因为把一个皮球按入水中,越往下越难按,说明物体浸入液体越深受到的浮力越大。
同学们对她们这一猜想表示赞同。
她提出的第二个猜想是:浮力的大小和物体的质量有关,因为轻的木块(质量小)在水中会浮起,而重的铁块(质量大)则沉下去,说明木块受到的浮力比铁块大,由于没有合力的概念,学生把浮力的大小与合力相混淆。
但这个问题会随着下面学习的深入而迎刃而解,所以我也就暂时不指出她这种描述的错误,可对于学生关于物体轻重的说法应及时予以纠正,木块不一定比铁块轻,指出日常用语中的轻重有时是指密度,并把这一猜想深化为浮力的大小的物体和密度有关,至于这个猜想是否正确,留待学生通过实验来检验。
这位学生提出的第三个猜想是:浮力的大小和液体的密度有关,但她本人和第4小组其他成员都说不出实例依据,只能求助于其他的同学,想不到其他同学竟提供了许多事实依据,有学生说可根据人掉在河中下沉,而在死海中会浮上来得知;有学生说可根据鸡蛋在水中沉而在食盐水中浮得知;还有一位学生说在自然课中他发现金属钠保存在煤油中是沉在底部的,而放在水中却是浮在上面的,他的回答博得了全班同学热烈的掌声,我立刻授予他“生活有心人”的称号。
此时,全班同学的课堂讨论已非常投入,这时第4小组的组长说出了她们的第四个猜想:浮力的大小物体与液体的接触面积有关,因为在生活中她观察到有些树叶横放在水面上能浮,而侧过来放入水中则沉,说明物体与液体接触面积越大浮力也越大,但马上第11小组有一位男生举手表示有异议,因为他做过这样的实验,把一枚干燥的硬币小心地横放在水面上可以浮,而当它的两面都弄湿后无论怎样放都会沉下去,我当场利用水槽和两枚一角硬币演示了这一实验,由这一实验得到的结论与第4组的猜想相反,到底浮力的大小与物体与液体的接触面积是否有关呢?我知道这一现象与水的表面张力的有关,但这是高中知识,一时无法向学生讲清,我也不便解释。
正当大家困惑时,第8小组一位男生举手了,他说自己认为浮力的大小与接触面积有关。
他的根据来自刚开始上课时所做的实验,他发现挂在弹簧秤下物体全浸入水中时,随着物体往下没,物体与液体接触面积越来越大,而弹簧秤的读数越来越小,即浮力越来越大。
所以他认为物体与液体的接触面积越大,受到的浮力越大。
这时我利用一只不锈钢碟子做了以下实验:不锈钢碟子放在水面上能浮,而把它全部浸沉在水中时(碟子与水的接触面积增加了),反而下沉。
由这个实验又得出接触面积越大浮力越小的结论,以此说明上面的这些事实不能用浮力的大小和物体与液体接触面积有关这一说法来很好地解释,在学生无可适从时,我引导学生从另一个角度来考虑这些实例,终于第8小组的那位男生率先提出浮力的大小可能和物体浸入液体的体积有关的猜想。
第4小组汇报完他们的猜想,又有好多同学举手,第1小组同学说出了第五个猜想:浮力的大小和液体的体积有关,理由是大船在浅河中行驶会搁浅,而在深河中却能顺利行驶。
看到学生未能提出批驳意见,我利用一杯水分别倒入两横截面积不同的水槽中而小船一沉一浮这一简单的实验来启发学生自己排除的这个错误猜想。
汇报继续进行,第5小组一位学生说他出第六个猜想:浮力的大小和液体的温度有关,因为他看见煮饺子时,饺子放在冷水中是沉下去的,而煮熟后在沸水中却能浮在液面上。
我未对这个猜想作出直接评价,而是问学生有无注意煮熟的饺子与未煮熟的饺子有什么不同,学生齐声回答:饺子体积变大了,而密度变小了。
我再补充:由于水的温度也变了……,没等我说完,学生接着:水的密度也变了,所以学生们很快地把这个猜想修正为浮力与物体或液体的密度有关。
通过充分的讨论,学生们共同确定了值得研究的猜想:a、浮力大小可能和物体浸入液体的深度有关。
b、浮力大小可能和物体密度大小有关。
c、浮力大小可能和液体密度大小有关。
d、浮力大小可能和物体浸入液体的体积有关。
(三)设计实验、实施探究在得出明确的猜想后,我要求学生能验证这些猜想是否正确,学生们提出可用实验的方法来检验猜想。
虽然进行实验不是这节课的难点,但实验的成功与否对影响浮力大小的因素的确定却是致关重要的,所以我对学生进行了实验设计方面的简单指导:由于浮力大小可能和上述因素中的一个、多个、甚至全部都有关系,当我们研究浮力大小和其中一个因素的关系时,必须控制其它因素,使其保持不变,以排除其它因素的影响和干扰。
这种实验的方法叫控制变量法。
如我们要研究浮力大小与物体的密度是否有关,必须保持其它因素不变,只改变物体的密度。
在交待了这些后,我要求学生选择自己认为最值得探究的1至2个猜想进行实验设计。
在学生选择猜想、设计并进行实验的过程中,我和4位大组长到各组巡视指导。
在巡视过程中我还发现发现学生选择验证b、c两个猜想较多,而选择a的较少,而第3小组的学生进行实验时,得出两种不同的实验结论:一位学生认为浮力的大小与深度无关,因为物体浸没于水中里,继续下沉,弹簧秤读数不变;另一位学生则认为物体浸入的深度越深,浮力也越大,因为刚浸入时随着浸入深度增加而弹簧秤读数逐渐变小。
对于他们的争论我不参与其中,只是提示他们只有在排除了其他因素的影响才能得出正确的结论。
至于会有什么结论则由他们自己去实验。
当我巡视完14小组的实验情况,我发现没有一个小组是选择猜想d的,只是第6小组学生在报告单上写上物体浸入液体的体积然后又划去了,我就问他们为什么不去检验浮力大小与物体浸入液体的体积的关系,他们回答是因为他们在设计实验时无法控制深度不变而只让物体的体积变化(即无法排除浸入的深度对实验的干扰)。
我想如果让他们先进行深度的验证,利用浮力与深度关系的结论,可能会对这个实验的进行有所帮助,而且他们研究的问题还可能对第3小组的学生有所启示,于是我鼓励他们与第3小组的同学合作,一起讨论设计并实施这两个实验。
在安顿好第3、第6小组的后,我发现其他组的学生都至少有了一个结论,而且大部分的结论都是正确的,只有第13小组的学生得出来浮力的大小与物体密度有关的错误结论。
我不打算马上指导他们改正这一错误,而希望在汇报时他们能把错误暴露出来,让全班同学帮助纠错,对学生们实验的严谨性及批判思想的培养很有好处,但我得了解一下他们可能是在哪个环节出错了,于是,我查看了他们实验报告单,实验设计及实验步骤都没错,然后向这一大组的组长了解,发现他们在弹簧秤读数时出现了错误:读数时视线没有与刻度线相平,而且最小刻度后一位估计值省略不读,这样引起两次的浮力大小有较小的差异,再加上他们事先在大脑中已有浮力的大小随物体的密度而变化的错误观点的影响,因而得到了错误的结论。
(四)、汇报总结、知识应用当各组基本上已完成了实验,我邀请了在本堂课中不太发言的第7小组汇报他们的实验结论,这小组同学检验浮力大小与物体密度和液体密度的关系,实验设计很完美,结论也很正确,得出了“浮力的大小与液体的密度有关,而与物体密度无关”的结论,我也让第13小组的同学把自己的浮力与物体密度有关的结论暴露出来,并把他们的实验报告单投影给大家,然后由第四大组的组长汇报他们的实验操作过程,引导全班同学分析他们出错的原因并予以纠正。