Question

小剛用如圖所示的實驗裝置探究“鋁塊在水中所受浮力的相關因素”，據六次實驗數據得到的結論是：“鋁塊在水中所受浮力跟其浸入水中的深度成正比．”小明認為小剛的實驗結論存在問題．于是小明用如圖所示的裝置重新進行了實驗，并通過實驗證明小剛的結論是錯誤的．請寫出小明操作的實驗步驟和相應的實驗現象．
（1）實驗步驟：
（2）實驗現象：

Answer 1

分析：（1）利用稱重法求浮力；
（2）金屬鋁塊在空氣中時，沒有受到浮力的作用，彈簧測力計的示數就是它的重力G；
將一掛在彈簧測力計下的金屬鋁塊緩慢浸入水中（水足夠深），在金屬鋁塊接觸容器底之前，分別記下金屬鋁塊下表面所處的不同深度h和彈簧測力計相應的示數F，并記錄實驗數據．
（3）根據浮力F浮與深度h關系的表格，逐段分析其中的規律，找到浮力F浮與深度h的關系，得出合理的結論．

解答：解：
（1）實驗步驟：①在空氣中，利用彈簧測力計測出金屬鋁塊的重力G．根據二力平衡的知識，此時彈簧測力計的示數等于金屬鋁塊的重力．
②將一掛在彈簧測力計下的金屬鋁塊緩慢浸入水中（水足夠深），在金屬鋁塊接觸容器底之前，分別記下金屬鋁塊下表面所處的不同深度h和彈簧測力計相應的示數F，并記錄實驗數據．
（2）實驗結論：
分析數據可知：1至6次的實驗，未完全浸沒時，金屬鋁塊浸入的深度越深，彈簧測力計的示數越小，說明物體受到的浮力越大．即：未完全浸沒時，金屬鋁塊浸入的深度越深，受到的浮力越大．
第7至9組實驗，完全浸沒后，彈簧測力計的示數不變，說明浮力大小不變．即：完全浸沒后，金屬鋁塊所受浮力與深度無關．

次數	1	2	3	4	5	6	7	8	9
h/cm	0	2	4	6	8	10	12	14	16
F/N	6.95	6.25	5.75	5.25	4.75	4.25	4.05	4.05	4.05

答：（1）實驗步驟：：①在空氣中，利用彈簧測力計測出金屬鋁塊的重力G．
②將一掛在彈簧測力計下的金屬鋁塊緩慢浸入水中（水足夠深），在金屬鋁塊接觸容器底之前，分別記下圓柱體下表面所處的不同深度h和彈簧測力計相應的示數F，并記錄實驗數據．
（2）實驗現象：未完全浸沒時，金屬鋁塊浸入的深度越深，受到的浮力越大．
完全浸沒后，金屬鋁塊所受浮力與深度無關．

點評：此題考查了，浮力與深度的關系，同時考查分析與論證的準確性，要求學生根據提供的數據，進行具體的分析處理和科學判斷，從而得出與題目相符的科學結論．