Question

（2013?河西區(qū)二模）物理課上，老師提供了如下器材，一個滿足實驗要求的彈簧測力計、一個帶有掛鉤的小桶、一個金屬塊（ρ_金＞ρ_水）和一根細(xì)線、一支筆和足量的水．請同學(xué)們利用上述實驗器材設(shè)計一個實驗證明，浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開液體所受的重力，即F_合=G_掛．
要求：（1）寫出主要實驗步驟；
      （2）設(shè)計出記錄實驗數(shù)據(jù)的表格．

Answer 1

分析：根據(jù)探究的問題：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開液體所受的重力，在實驗中，需測出金屬塊受到的浮力，所以要用測力計測出金屬塊的重力，然后將其完全浸沒在水中測出其受到的拉力，根據(jù)F_浮=G-F計算出浮力的大小；
要求出排開液體的重力，需用轉(zhuǎn)換法，根據(jù)排開液體的體積與物體的體積相等，可以記下金屬塊浸在水中時水面到達(dá)的位置，將金屬塊拿出后，水面下降，向桶內(nèi)倒水，直到水面到達(dá)標(biāo)記處，測出此時水和桶的總重，減去原來水和桶的總重，便等于倒入水的重力即金屬塊排開的水重，比較便可得出結(jié)論．

解答：解：（1）①小桶中裝有適量的水，用彈簧測力計測出它的重力為G；
②用細(xì)線拴好金屬塊，掛在彈簧測力計下，測出它的重力G₁；
③將金屬塊浸在水中（金屬塊不能碰到容器底及小桶中的水不溢出），讀出此時測力計的示數(shù)為F，并在水面處的桶上做標(biāo)記；
④取出金屬塊，向桶中加水，使水面到達(dá)標(biāo)記處，用彈簧測力計測出小桶的總重力為G₂；
⑤分析表中數(shù)據(jù)，得出結(jié)論．
（2）表格中應(yīng)有所測的物理量，如下表所示：

次數(shù)	金屬塊重G1/N	物體在水中時測力計的示數(shù)F/N	浮力F浮/N	原小桶的總重G/N	加水后小桶的總重G2/N	排開的水重G排/N
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2
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點評：此題通過讓學(xué)生設(shè)計實驗探究浸在液體中的物體受到的浮力與排開液體的重力之間的關(guān)系，考查了根據(jù)實驗?zāi)康脑O(shè)計實驗的能力，實驗中測量排開液體的重力是此題中的難點，注意轉(zhuǎn)換法在實驗中的應(yīng)用．