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”的實驗時，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液體的體積成正比．”請你利用滿足實驗要求的彈簧測力計、體積均為10cm³的合金塊若干、足夠的細線、塑料容器、水和毛巾，設計一個實驗來驗證小亮的猜想是正確的．
要求：（1）寫出實驗步驟；（2）畫出實驗數據記錄表格．

Answer 1

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

解答 解：根據分析，實驗步驟如下：
（1）將彈簧測力計調零；
（2）在燒杯中注入適量的水，用彈簧測力計測出6個合金塊的總重為G并將數據記錄在表格中；
（3）手提彈簧測力計，使其中的一個合金塊浸沒水中，且不碰杯壁和杯底，測出合金塊所受拉力F₁，此時合金塊排開的水的體積等于一個合金塊的體積記為V，將F₁的示數和V記錄在表格中；
（4）手提彈簧測力計，使其中的兩個合金塊浸沒水中，且不碰杯壁和杯底，測出合金塊所受拉力 F₂，此時合金塊排開的水的體積2V，將F₂的示數和2V記錄在表格中；
（5）仿照步驟4，將3～6個合金塊依次浸沒水中，且不碰杯壁和杯底，分別測出為F₃～F₆，相應地，3、4、5、6個合金塊排開的水的體積分別記為3 V、4 V、5 V、6V；
（6）根據F_浮=G-F_拉分別計算合金塊所受的浮力F_浮1～F_浮6并將數據記錄在表格中．
根據測量的物理量，實驗數據的記錄表格設計為：

V排/cm3
G/N
F拉/N
F浮/N

點評 本題考查的是學生設計實驗方案的能力，要求學生熟練的掌握浮力測量的方法---稱重法（F_浮=G-F_拉）的有關知識．