Question

2．实验室备有符合实验要求的如下器材：弹簧测力计、实心圆柱形金属块、水、量筒、细线等实验器材，请选用上述器材设计实验证明：浮力大小与物体排开液体的体积有关．
（1）写出实验步骤；
（2）画出实验数据记录表格．

Answer 1

分析 （1）要研究浮力大小与物体排开液体的体积有关，应分别测算出浮力大小和排开液体的体积；
根据称重法，F_浮=G-F_示，用量筒可测出圆柱体排开液体的体积，为得出普遍性的结论，应多次测量；
对F_浮与V_排进行比较得出答案，据此确定实验步骤；
（2）根据要记录的数据设计表格．

解答 解：（1）实验步骤：
①将弹簧测力计调零，用弹簧测力计测量实心圆柱形的重力G，并将数据记录在表格中．
②在量筒中盛入适量的水，记下水的体积V，将弹簧测力计下的圆柱体部分浸在水中静止，记下此时水的面对应的刻度V₁和测力计示数F₁，将数据记录在表格中；
③仿照步骤2再做2次，增加圆柱体浸在水的体积，记下水面对应的刻度分别为V₂、V₃；同时记下测力计对应的示数F₂、F₃，将数据分别记录在表格中；
对F_浮与V_排进行比较得出结论；
（2）根据测量数据设计表格如下所示：

实验次数

圆柱体的重力G/N

原来水的体积V/cm3

第1次水面对应的刻度V1

第1次排开水的体积 V1-V/cm3

第1次测力计示数F1

第1次受的浮力 G-F1/N

第2次水面对应的刻度V2/cm3

第2次排开水的体积 V2-V/cm3

第2次测力计示数F2/N

第2次受的浮力 G-F2/N

第3次水面对应的刻度 V3/cm3

第3次排开水的体积 V3-V/cm3

第3次测力计示数F3/N

第3次受的浮力G-F3/N

1

2

3

故答案为：（1）①将弹簧测力计调零，用弹簧测力计测量实心圆柱形的重力G，并将数据记录在表格中．
②在量筒中盛入适量的水，记下水的体积V，将弹簧测力计下的圆柱体部分浸在水中静止，记下此时水的面对应的刻度V₁和测力计示数F₁，将数据记录在表格中；
③仿照步骤2再做2次，增加圆柱体浸在水的体积，记下水面对应的刻度分别为V₂、V₃；同时记下测力计对应的示数F₂、F₃，将数据分别记录在表格中；
（2）实验数据记录表格如上所示．

点评 本题研究浮力大小与物体排开液体的体积的关系，考查称重法测浮力大小、量筒的使用及归纳法的运用和设计实验方案和设计表表格的能力．