Question

實驗桌上有如下器材：彈簧測力計，燒杯，足夠多的細線，水，刻度尺，水彩筆，不同體積的圓柱形鐵塊（六塊），符合實驗要求的量筒．小明想利用實驗桌上的器材，設(shè)計一個實驗證明：“在同一種液體中，物體受到的浮力和它排開液體的體積成正比”．請根據(jù)上述要求幫助小明設(shè)計實驗，并寫出實驗步驟．

Answer 1

答：實驗步驟：
（1）用細線分別拴好六塊鐵塊，用水彩筆標(biāo)記為1、2、3、4、5、6，用測力計測出重力分別記為G₁、G₂、G₃、G₄、G₅、G₆；
（2）在量筒中裝入適量的水，體積記為V；
（3）用測力計懸吊鐵塊1，并放入量筒中，記下此時測力計的示數(shù)為F₁，量筒中水面到達的刻度記為V ₁；
（4）取出鐵塊1，用滴管補充量筒內(nèi)的水，使其體積再次到達V，用測力計懸吊鐵塊2，并放入量筒中，記下此時測力計的示數(shù)為F₂，量筒中水面到達的刻度記為V ₂；
（5）重復(fù)實驗步驟4，再測出4組數(shù)據(jù)F₃、V₃；F₄、V₄；F₅、V₅；F₆、V₆；
（6）計算出鐵塊1、2、3、4、5、6受到的浮力F_浮1=G₁-F₁； F_浮2=G₂-F₂；…；
鐵塊1、2、3、4、5、6排開液體的體積 V_排1=V₁-V；V_排2=V₂-V；…．
其它設(shè)計合理均可．
分析：根據(jù)實驗器材設(shè)計實驗步驟，應(yīng)圍繞實驗?zāi)康暮皖}目中提供的實驗器材分析．本實驗的目的是驗證浮力和排開液體的體積成正比，題目中有彈簧測力計、細線和水，利用F_浮=G-F，能夠測出每一個圓柱體所受的浮力；借助量筒和水，利用排水法可以測出每個圓柱體排開水的體積．將每個圓柱體所受浮力大小與排開水的體積進行比較，總結(jié)結(jié)論．
點評：實驗步驟4中，用滴管補充量筒中的水，是非常必要的，此操作能保證不同鐵塊放入量筒中的水中前，水的體積相同．驗證浮力與排開水的體積成正比，關(guān)鍵是每次測量圓柱體所受浮力時，都必須使圓柱體完全浸沒．