Question

实验桌上有满足实验需要的如下器材：已调零的弹簧测力计、量筒、一大块陶泥、足量的水、细线．请你利用上述器材设计一个实验证明：浸没在水中的物体所受的浮力大小跟物体排开水的体积成正比．请你写出实验步骤，画出实验数据记录表．

Answer 1

答：
（1）主要实验步骤：
①将大陶泥分成6个重力不同的陶泥块，并用细线系好；
②用弹簧测力计测出1个陶泥块的重力G₁，并将数据记录在实验数据表格中；
在量筒中注入适量的水，将陶泥块浸没在量筒内的水中，且不接触量筒，用弹簧测力计测出陶泥块受到的拉力F_l，用量筒测出陶泥块排开水的体积V_排1，并将数据F₁、V_排1记录在实验数据表格中；
③换用不同的陶泥块，仿照步骤②再做5次实验，使陶泥块每次都浸没在量筒内的水中，且不接触量筒，用弹簧测力计依次测出它们的重力G₂…G₆，浸没在水中受到的拉力F₂…F₆，用量筒测出陶泥块排开水的体积V_排2…V_排6，分别将数据G、F、V_排记录在实验数据表格中；
④根据F_浮=G-F和测量数据，计算6次试管受到的浮力F_浮1…F_浮6，将计算的数据F_浮记录在表格中．
（2）实验记录表格

G/N
F/N
V排/cm3
F浮/N

分析：器材中有弹簧测力计和细线、水，可以利用称重法测出陶泥浸没时受到的浮力；有量筒和水，可以得到陶泥的体积．所以实验设计是将陶泥用线拴住挂在弹簧测力计下方，浸没在量筒中的水中，同时得到浮力和排开水的体积．为实验规律的客观、普遍，应该换用不同质量的陶泥进行多次实验．
点评：本题是一道探究设计题，考查了称重法测浮力的方法，以及研究浮力大小与排开液体体积的关系，解题时需要注意以下四点：
（1）明确自变量、因变量和控制变量；
（2）排水法测体积；
（3）利用称重法测量物体的浮力；
（4）实验语言的严谨性．