Question

實驗桌上有滿足實驗需要的如下器材：已調零的彈簧測力計、量筒、一大塊陶泥、足量的水、細線．請你利用上述器材設計一個實驗證明：浸沒在水中的物體所受的浮力大小跟物體排開水的體積成正比．請你寫出實驗步驟，畫出實驗數據記錄表．

Answer 1

答：
（1）主要實驗步驟：
①將大陶泥分成6個重力不同的陶泥塊，并用細線系好；
②用彈簧測力計測出1個陶泥塊的重力G₁，并將數據記錄在實驗數據表格中；
在量筒中注入適量的水，將陶泥塊浸沒在量筒內的水中，且不接觸量筒，用彈簧測力計測出陶泥塊受到的拉力F_l，用量筒測出陶泥塊排開水的體積V_排1，并將數據F₁、V_排1記錄在實驗數據表格中；
③換用不同的陶泥塊，仿照步驟②再做5次實驗，使陶泥塊每次都浸沒在量筒內的水中，且不接觸量筒，用彈簧測力計依次測出它們的重力G₂…G₆，浸沒在水中受到的拉力F₂…F₆，用量筒測出陶泥塊排開水的體積V_排2…V_排6，分別將數據G、F、V_排記錄在實驗數據表格中；
④根據F_浮=G-F和測量數據，計算6次試管受到的浮力F_浮1…F_浮6，將計算的數據F_浮記錄在表格中．
（2）實驗記錄表格

G/N
F/N
V排/cm3
F浮/N

分析：器材中有彈簧測力計和細線、水，可以利用稱重法測出陶泥浸沒時受到的浮力；有量筒和水，可以得到陶泥的體積．所以實驗設計是將陶泥用線拴住掛在彈簧測力計下方，浸沒在量筒中的水中，同時得到浮力和排開水的體積．為實驗規律的客觀、普遍，應該換用不同質量的陶泥進行多次實驗．
點評：本題是一道探究設計題，考查了稱重法測浮力的方法，以及研究浮力大小與排開液體體積的關系，解題時需要注意以下四點：
（1）明確自變量、因變量和控制變量；
（2）排水法測體積；
（3）利用稱重法測量物體的浮力；
（4）實驗語言的嚴謹性．