Question

姍姍同學在書上看到圖中的漫畫，大魚說：因為它體積大，所以受到的浮力大；而小魚：說因為它在深處，所以它受到的浮力大；她想驗證誰說的正確，因此，她選擇了器材：彈簧測力計、大小不同的鐵塊、大燒杯、水；她要完成實驗探究這兩條魚的說法是否正確，應該如何才能做到？請你幫她設計一個實驗，要求給出相應的步驟，并運用所學過的知識分析哪條魚的說法正確．

Answer 1

分析：實驗步驟設計：用大小不同的鐵塊浸沒在同樣的深度，利用稱重法測出兩鐵塊受到的浮力，分析判斷大魚的說法是否正確；用大鐵塊浸沒在不同的深度，利用稱重法測出不同深度受到的浮力，分析判斷小魚的說法是否正確；
根據阿基米德原理具體分析哪條魚的說法正確．

解答：解：實驗步驟：
1．先選取用大的鐵塊用細線拴好，并掛在彈簧測力計下，在空氣中測出其重力G_大，然后將鐵塊浸沒在水，讀出大鐵塊在水中時彈簧測力計的示數F_示，則大鐵塊受到水的浮力F₁=G_大-F_示；
2．同理，將小鐵塊浸沒在同樣的深度，小鐵塊受到水的浮力F₂=G_小-F_示′；
3．比較F₁和F₂的小，判斷大魚的說法是否正確；
4．在步驟1的基礎上，改變大鐵塊所處的深度，測出大鐵塊受到水的浮力F₃=G_大-F_示″；
5．比較F₁和F₃的小，判斷小魚的說法是否正確；
根據阿基米德原理可知，物體浸在液體中受到的浮力只與液體的密度和排開液體的體積有關，當浸沒在同種液體中時，物體體積大的排開液體的體積也大，受到的浮力大，浸沒在液體中的物體受到的浮力與浸入的深度無關．所以大魚的說法正確．

點評：本題考查了學生對阿基米德原理、稱重法測浮力的掌握和運用，設計實驗時注意用好控制變量法．