Question

小刚用如图所示的实验装置探究“铝块在水中所受浮力的相关因素”，据六次实验数据得到的结论是：“铝块在水中所受浮力跟其浸入水中的深度成正比．”小明认为小刚的实验结论存在问题．于是小明用如图所示的装置重新进行了实验，并通过实验证明小刚的结论是错误的．请写出小明操作的实验步骤和相应的实验现象．
（1）实验步骤：
（2）实验现象：

Answer 1

分析：（1）利用称重法求浮力；
（2）金属铝块在空气中时，没有受到浮力的作用，弹簧测力计的示数就是它的重力G；
将一挂在弹簧测力计下的金属铝块缓慢浸入水中（水足够深），在金属铝块接触容器底之前，分别记下金属铝块下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F，并记录实验数据．
（3）根据浮力F浮与深度h关系的表格，逐段分析其中的规律，找到浮力F浮与深度h的关系，得出合理的结论．

解答：解：
（1）实验步骤：①在空气中，利用弹簧测力计测出金属铝块的重力G．根据二力平衡的知识，此时弹簧测力计的示数等于金属铝块的重力．
②将一挂在弹簧测力计下的金属铝块缓慢浸入水中（水足够深），在金属铝块接触容器底之前，分别记下金属铝块下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F，并记录实验数据．
（2）实验结论：
分析数据可知：1至6次的实验，未完全浸没时，金属铝块浸入的深度越深，弹簧测力计的示数越小，说明物体受到的浮力越大．即：未完全浸没时，金属铝块浸入的深度越深，受到的浮力越大．
第7至9组实验，完全浸没后，弹簧测力计的示数不变，说明浮力大小不变．即：完全浸没后，金属铝块所受浮力与深度无关．

次数	1	2	3	4	5	6	7	8	9
h/cm	0	2	4	6	8	10	12	14	16
F/N	6.95	6.25	5.75	5.25	4.75	4.25	4.05	4.05	4.05

答：（1）实验步骤：：①在空气中，利用弹簧测力计测出金属铝块的重力G．
②将一挂在弹簧测力计下的金属铝块缓慢浸入水中（水足够深），在金属铝块接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F，并记录实验数据．
（2）实验现象：未完全浸没时，金属铝块浸入的深度越深，受到的浮力越大．
完全浸没后，金属铝块所受浮力与深度无关．

点评：此题考查了，浮力与深度的关系，同时考查分析与论证的准确性，要求学生根据提供的数据，进行具体的分析处理和科学判断，从而得出与题目相符的科学结论．