Question

（2013?河西区二模）物理课上，老师提供了如下器材，一个满足实验要求的弹簧测力计、一个带有挂钩的小桶、一个金属块（ρ_金＞ρ_水）和一根细线、一支笔和足量的水．请同学们利用上述实验器材设计一个实验证明，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液体所受的重力，即F_合=G_挂．
要求：（1）写出主要实验步骤；
      （2）设计出记录实验数据的表格．

Answer 1

分析：根据探究的问题：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液体所受的重力，在实验中，需测出金属块受到的浮力，所以要用测力计测出金属块的重力，然后将其完全浸没在水中测出其受到的拉力，根据F_浮=G-F计算出浮力的大小；
要求出排开液体的重力，需用转换法，根据排开液体的体积与物体的体积相等，可以记下金属块浸在水中时水面到达的位置，将金属块拿出后，水面下降，向桶内倒水，直到水面到达标记处，测出此时水和桶的总重，减去原来水和桶的总重，便等于倒入水的重力即金属块排开的水重，比较便可得出结论．

解答：解：（1）①小桶中装有适量的水，用弹簧测力计测出它的重力为G；
②用细线拴好金属块，挂在弹簧测力计下，测出它的重力G₁；
③将金属块浸在水中（金属块不能碰到容器底及小桶中的水不溢出），读出此时测力计的示数为F，并在水面处的桶上做标记；
④取出金属块，向桶中加水，使水面到达标记处，用弹簧测力计测出小桶的总重力为G₂；
⑤分析表中数据，得出结论．
（2）表格中应有所测的物理量，如下表所示：

次数	金属块重G1/N	物体在水中时测力计的示数F/N	浮力F浮/N	原小桶的总重G/N	加水后小桶的总重G2/N	排开的水重G排/N
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点评：此题通过让学生设计实验探究浸在液体中的物体受到的浮力与排开液体的重力之间的关系，考查了根据实验目的设计实验的能力，实验中测量排开液体的重力是此题中的难点，注意转换法在实验中的应用．