Question

17．在“探究固體在液體中所受的浮力大小跟什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，小亮提出了自己的猜想：“在同種液體中，固體所受的浮力大小跟它排開(kāi)液體的體積成正比．”請(qǐng)你利用滿足實(shí)驗(yàn)要求的彈簧測(cè)力計(jì)、體積均為10cm³的合金塊若干、足夠的細(xì)線、塑料容器、水和毛巾，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)來(lái)驗(yàn)證小亮的猜想是正確的．
要求：（1）寫(xiě)出實(shí)驗(yàn)步驟；（2）畫(huà)出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表格．

Answer 1

分析 題中給出了測(cè)力計(jì)，先測(cè)量六個(gè)合金塊的重力G，然后測(cè)量浸沒(méi)在水中一個(gè)合金塊時(shí)的拉力F_拉，兩次的示數(shù)之差就是合金塊受到的浮力F_浮；依次求出放入兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)合金塊浸沒(méi)在水中的浮力，求出浮力的比例關(guān)系，
同時(shí)，先讓一個(gè)合金塊完全浸沒(méi)在水中時(shí)排開(kāi)水的體積為V，且等于一個(gè)合金塊的自身體積V，再依次讓兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)浸沒(méi)在水中，所以合金塊排開(kāi)液體的體積就是1：2：3：4：5：6；從而得出浮力和排開(kāi)液體體積的關(guān)系．

解答 解：根據(jù)分析，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
（1）將彈簧測(cè)力計(jì)調(diào)零；
（2）在燒杯中注入適量的水，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出6個(gè)合金塊的總重為G并將數(shù)據(jù)記錄在表格中；
（3）手提彈簧測(cè)力計(jì)，使其中的一個(gè)合金塊浸沒(méi)水中，且不碰杯壁和杯底，測(cè)出合金塊所受拉力F₁，此時(shí)合金塊排開(kāi)的水的體積等于一個(gè)合金塊的體積記為V，將F₁的示數(shù)和V記錄在表格中；
（4）手提彈簧測(cè)力計(jì)，使其中的兩個(gè)合金塊浸沒(méi)水中，且不碰杯壁和杯底，測(cè)出合金塊所受拉力 F₂，此時(shí)合金塊排開(kāi)的水的體積2V，將F₂的示數(shù)和2V記錄在表格中；
（5）仿照步驟4，將3～6個(gè)合金塊依次浸沒(méi)水中，且不碰杯壁和杯底，分別測(cè)出為F₃～F₆，相應(yīng)地，3、4、5、6個(gè)合金塊排開(kāi)的水的體積分別記為3 V、4 V、5 V、6V；
（6）根據(jù)F_浮=G-F_拉分別計(jì)算合金塊所受的浮力F_浮1～F_浮6并將數(shù)據(jù)記錄在表格中．
根據(jù)測(cè)量的物理量，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄表格設(shè)計(jì)為：

V排/cm3
G/N
F拉/N
F浮/N

點(diǎn)評(píng) 本題考查的是學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力，要求學(xué)生熟練的掌握浮力測(cè)量的方法---稱(chēng)重法（F_浮=G-F_拉）的有關(guān)知識(shí)．