Question

实验桌上提供了6个50g附有挂钩的金属块，0～5N的弹簧测力计一个，适量的水和满足实验要求的量筒。请你利用提供的实验器材，设计实验证明：水对物体的浮力与物体排开水的体积成正比。写出实验步骤并设计实验数据的记录表格。（6分）

Answer 1

实验步骤:（4分）
（1）在量筒中倒入适量的水，读出量筒中水的体积V_o并记录在表格中；
（2）在调节好的弹簧测力计的挂钩上，挂上6个金属块，测出6个金属块的总重为G并将数据记录在表格中；
（3）手提弹簧测力计，使其中的一个金属块浸没水中，且不碰杯壁和杯底，测出金属块所受拉力F₁，读出此时量筒中水的体积V₁，将F₁的示数和V₁记录在表格中；
（4）手提弹簧测力计，使其中的两个金属块浸没水中，且不碰杯壁和杯底，测出金属块所受拉力 F₂，读出此时量筒中水的体积V₂，将F₂的示数和V₂记录在表格中；
（5）仿照步骤（4），将3～6个金属块依次浸没水中，且不碰杯壁和杯底，分别测出为F₃～ F₆；读出此时量筒中水的体积分别为V₃～ V₆，并记录数据在表格中；
（6）根据V_排=V－V₀和F_浮=G－F_拉分别计算金属块排开水的体积V_排1~ V_排6及所受的浮力F_浮1~F_浮6并将数据记录在表格中；
（7）整理实验器材。
实验数据的记录表格：（2分）
浮力大小与排液体积成正比的数据记录表

解析试题分析：利用称重法测量钩码受到水的浮力，利用排水法测量钩码排开水的体积，将六个钩码依次浸入水中，测出受到的浮力和排开水的体积，记录入表格，分析数据得出结论。
（1）量筒中倒入适量的水，记录此时量筒液面对应的刻度V₀，用调好的弹簧测力计测出6个钩码的总重力记做G。
（2）将6个钩码挂在测力计的挂钩上，手提测力计，使其中的一个钩码没入量筒的水中，记录此时测力计的示数为F₁、量筒液面对应的刻度为V₁。
（3）仿照步骤（2）分别将2个、3个、4个、5个、6个钩码没入水中，测力计的示数分别为 F₂、F₃、F₄、F₅、F₆；量筒中液面对应的刻度分别为V₂、V₃、V₄、V₅、V₆。
（4）计算物体受到的浮力：F_浮1=G-F₁、F_浮2=G-F₂、F_浮3=G-F₃、F_浮4=G-F₄、F_浮5=G-F₅、F_浮6=G-F₆；
计算物体排开水的体积：V_排1=V₁-V₀、V_排2=V₂-V₀、V_排3=V₃-V₀、V_排4=V₄-V₀、V_排5=V₅-V₀、V_排6=V₆-V₀；
数据记录表：

Vo/cm3
V/cm3
V排/cm3
G/N

G/N
F/N
V/m3
V排/m3
F浮/N