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．他由此推斷得出：潛水員在水中潛水時，下潛的深度越深，他所受到的浮力就越大．同去的小華認為小軍的推斷是錯誤的．他到實驗室發現有如下器材：天平和砝碼、彈簧測力計、壓強計（U形管內的液體是水）、量筒、大燒杯、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斷是錯誤的．請你寫出小華實驗所需要的器材、實驗步驟以及分析論證小軍的推斷是錯誤的．要求設計的實驗具有可行性，且符合安全原則．

Answer 1

【答案】分析：根據題意“潛水員在水中潛水時，下潛的深度越深，他所受到的浮力就越大”，以此來確定研究的問題是“浮力的大小是否與物體浸沒的深度有關”？為了保證實驗結論的可靠性，我們必須選擇同一種液體進行實驗，并用彈簧測力計來測量力的大小，借助一個密度大于水的正方體小鋁塊作為研究對象，通過改變物體在水中的浸沒深度，觀察彈簧測力計示數的變化，最后總結結論．
解答：答：（1）實驗器材：彈簧測力計、正方體小鋁塊、大燒杯、水和細線；
（2）實驗步驟：在燒杯中裝入適量的水；
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G；
將小鋁塊浸沒在水中某一深度，測出并記錄彈簧測力計的示數F₁；
將小鋁塊浸沒在水中另一深度，測出并記錄彈簧測力計的示數F₂；
（3）分析與論證：若G-F₁=G-F₂，則小鋁塊浸沒在水中不同深度受到的浮力相同．就說明小軍的推斷是錯誤的．
點評：本實驗設計的難度并不大，這也是我們在探究浮力大小與哪些因素有關時，經常遇到的情況．值得我們注意的是，首先要根據題意確定要探究的問題是什么，再圍繞實驗的目的去選擇器材和設計實驗步驟，并考慮到如何操作才能符合探究的要求，得出可靠的結論．