Question

实验桌上有如下器材：弹簧测力计，烧杯，足够多的细线，水，刻度尺，水彩笔，不同体积的圆柱形铁块（六块），符合实验要求的量筒．小明想利用实验桌上的器材，设计一个实验证明：“在同一种液体中，物体受到的浮力和它排开液体的体积成正比”．请根据上述要求帮助小明设计实验，并写出实验步骤．

Answer 1

【答案】分析：根据实验器材设计实验步骤，应围绕实验目的和题目中提供的实验器材分析．本实验的目的是验证浮力和排开液体的体积成正比，题目中有弹簧测力计、细线和水，利用F_浮=G-F，能够测出每一个圆柱体所受的浮力；借助量筒和水，利用排水法可以测出每个圆柱体排开水的体积．将每个圆柱体所受浮力大小与排开水的体积进行比较，总结结论．
解答：答：实验步骤：
（1）用细线分别拴好六块铁块，用水彩笔标记为1、2、3、4、5、6，用测力计测出重力分别记为G₁、G₂、G₃、G₄、G₅、G₆；
（2）在量筒中装入适量的水，体积记为V；
（3）用测力计悬吊铁块1，并放入量筒中，记下此时测力计的示数为F₁，量筒中水面到达的刻度记为V ₁；
（4）取出铁块1，用滴管补充量筒内的水，使其体积再次到达V，用测力计悬吊铁块2，并放入量筒中，记下此时测力计的示数为F₂，量筒中水面到达的刻度记为V ₂；
（5）重复实验步骤4，再测出4组数据F₃、V₃；F₄、V₄；F₅、V₅；F₆、V₆；
（6）计算出铁块1、2、3、4、5、6受到的浮力F_浮1=G₁-F₁； F_浮2=G₂-F₂；…；
铁块1、2、3、4、5、6排开液体的体积 V_排1=V₁-V；V_排2=V₂-V；…．
其它设计合理均可．
点评：实验步骤4中，用滴管补充量筒中的水，是非常必要的，此操作能保证不同铁块放入量筒中的水中前，水的体积相同．验证浮力与排开水的体积成正比，关键是每次测量圆柱体所受浮力时，都必须使圆柱体完全浸没．