Question

實驗臺上完全相同的鉤碼六個，滿足要求的彈簧測力計和配套的砝碼一盒，滿足要求的塑料圓柱形水筒一個和一根細線．要求利用上述實驗器材設計一個實驗證明：“當液體密度一定時，固體所受的浮力與它排開液體的體積成正比”．請寫出主要實驗步驟并設計數據記錄表格．

Answer 1

解：實驗步驟如下：
（1）將彈簧測力計調零；
（2）在塑料圓柱形水筒中注入適量的水，用彈簧測力計測出6個鉤碼的總重為G并將數據記錄在表格中；
（3）手提彈簧測力計，使其中的一個鉤碼浸沒水中，且不碰塑料筒壁和底，測出鉤碼所受拉力F₁，此時鉤碼排開的水的體積等于一個鉤碼的體積記為V，將F₁的示數和V記錄在表格中；
（4）將其中的兩個鉤碼浸沒水中，且不碰塑料筒壁和底，測出鉤碼所受拉力 F₂，此時鉤碼排開的水的體積2V，將F₂的示數和2V記錄在表格中；
（5）按步驟4，將3～6個鉤碼依次浸沒水中，且不碰塑料壁和底，分別測出為F₃～F₆，相應地，3、4、5、6個鉤碼排開的水的體積分別記為3V、4V、5V、6V；
（6）根據F_浮=G-F_拉分別計算鉤碼所受的浮力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	1V	2V	3V	4V	5V	6V
G/N
F拉/N
F浮/N

分析：（1）題中給出了測力計，先測量六個鉤碼的重力G，然后測量浸沒在水中一個鉤碼時的拉力F_拉，兩次的示數之差就是鉤碼受到的浮力F_浮；
（2）依次求出放入兩個、三個、四個、五個、六個鉤碼浸沒在水中的浮力，求出浮力的比例關系；
（3）同時，先讓一個鉤碼完全浸沒在水中時排開水的體積為V，且等于一個鉤碼的自身體積V，再依次讓兩個、三個、四個、五個、六個浸沒在水中，所以鉤碼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．
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（即F_浮=G-F_拉）的有關知識．