Question

小軍在游泳池學習游泳，他向水深處走時，感覺身體變輕了．由此他推斷：潛水員在潛水過程中，下潛的越深受到的浮力越大．同去的小張認為小軍的推理是錯誤的．他到實驗室找來如下器材：天平和砝碼、彈簧測力計、量筒、相同的大燒杯兩個、刻度尺、正方體小鋁塊、正方體小木塊、溢水杯，水和細線，他選用其中的一些器材設計了一個實驗，并根據實驗現象說明小軍的推理是錯誤的．請你寫出實驗所需要的器材、實驗步驟以及分析論證小軍推理是錯誤的．要求設計的實驗具有可行性，且符合安全原則：
（1）實驗器材：
（2）實驗步驟：
（3）分析與論證：

Answer 1

解：（1）實驗器材：彈簧測力計、正方體小鋁塊、兩個大燒杯、水和細線；
（2）實驗步驟：
①在兩個燒杯中分別裝入深度不同的適量的水；
②用細線拴上小鋁塊系在彈簧測力計的掛鉤上，測出并記錄彈簧測力計的示數F；
③將小鋁塊浸沒在淺水中，測出并記錄彈簧測力計的示數F₁；將小鋁塊浸沒在深水中，測出并記錄彈簧測力計的示數F₂；
（3）分析與論證：若F-F₁=F-F₂，則小鋁塊在深水和淺水中受到的浮力相同．就說明小軍的解釋是錯誤的．
分析：根據F_浮=ρ_液gV_排，浸在液體中的物體受到的浮力大小與液體的密度和排開液體的體積有關，當向水深處走時，由于排開水的體積增大，所以受到水的浮力變大，要向推翻小軍的錯誤結論，可使物體排開水的體積不變，改變物體在水中的深度．
點評：此題考查了影響浮力大小的因素，并通過實驗推翻錯誤的觀點，在設計實驗時，應注意從錯誤的觀點出發，并注意控制排開水的體積不變，此題還可以用一個大燒杯，直接通過改變鋁塊在水中的深度，分別記下測力計的示數比較．