Question

在學習浮力知識時，小李根據自己的經驗感受，提出：“在同種液體中，固體所受的浮力大小跟排開液體的體積成正比．”現有實驗器材：彈簧測力計（量程足夠大）、六個相同的鉤碼、高度足夠的燒杯、水、量筒．請你根據提供的器材設計一個實驗驗證小李的猜想．簡明陳述實驗步驟．

Answer 1

【答案】分析：根據浮力公式F_浮=ρ_液gV_排知，浮力大小與液體密度和排開液體的體積有關，根據小李的觀點：“在同種液體中，固體所受的浮力大小跟排開液體的體積成正比．”在探究的過程中應控制液體的密度不變，改變物體排開液體的體積，根據提供的器材可分別采用1、2、3、4、5、6個鉤碼來改變V_排，同時需測出幾種情況下所受的浮力．
解答：答：實驗步驟：
（1）將彈簧測力計指針調零，在燒杯中注入適量的水；
（2）將6個鉤碼掛在彈簧測力計下，用彈簧測力計測量6個鉤碼受到的重力為G，記錄在實驗表格中．
（3）將彈簧測力計下的六個鉤碼中的1個浸沒在水中，此時彈簧測力計的拉力為F₁，將F₁和鉤碼排開的水的體積V₁記錄在表格中． 
（4）仿照步驟3，分別用彈簧測力計測量浸沒2、3、4、5、6個鉤碼時的拉力為F₂、F₃、F₄、F₅、F₆，將這些數據和2、3、4、5、6個鉤碼排開的水的體積V₂、V₃、V₄、V₅、V₆記錄在表格中；
（5）根據F_浮=G-F計算出F_浮1…F_浮6，與V_1…V₆比較，證明同種液體，物體所受浮力大小與排開液體的體積成正比．
點評：此題通過設計實驗驗證在同種液體中，固體所受的浮力大小跟排開液體的體積成正比的特點，考查了學生對控制變量法的應用，同時考查了設計實驗解決問題的能力．