Question

3．小涵同學(xué)通過如圖所示的實驗探究“浮力大小與排開液體體積的關(guān)系”后，知道了阿基米德原理．她又對阿基米德原理的數(shù)學(xué)表達式進行推導(dǎo)F_浮=G_排=ρ_液gV_排，她發(fā)現(xiàn)：在液體的密度保持不變時，浸入液體的物體受到的浮力與物體排開液體的體積成正比． 
（1）實驗桌上現(xiàn)有以下器材：足量的水、量杯、細(xì)線、石塊、彈簧測力計．請利用上述器材設(shè)計實驗驗證這個發(fā)現(xiàn)．請寫出實驗操作的步驟，測量的量用對應(yīng)的字母表示．
（2）寫出小涵分析處理實驗數(shù)據(jù)并得出結(jié)論的過程．

Answer 1

分析 本題探究浮力大小與物體排開液體體積的關(guān)系，實驗中應(yīng)注意改變物體排開液體的體積，V_排大小可通過量杯讀出；同時要測出不同情況下浮力的大小，比較得出結(jié)論．

解答 解：（1）①用細(xì)線系住石塊，掛在彈簧測力計上，測出石塊的重力G；
②在量杯內(nèi)加入適量水，記下水面對應(yīng)的刻度V；
③將石塊部分浸入水中，記下水面對應(yīng)的刻度V₁和測力計的示數(shù)F₁；
④改變石塊浸入水中的體積，重復(fù)兩次③的步驟，記下水面對應(yīng)的刻度V₂、V₃和測力計的示數(shù)F₂、F₃
（2）計算每次測量時石塊在水中受到的浮力和排開水的體積
F_浮1=G-F₁，V_排1=V₁-V；  F_浮2=G-F₂，V_排2=V₂-V； F_浮3=G-F₃，V_排3=V₃-V
計算石塊受浮力與排開水體積的比值，發(fā)現(xiàn)：$\frac{{F}_{浮1}}{{V}_{排1}}$=$\frac{{F}_{浮2}}{{V}_{排2}}$=$\frac{{F}_{浮3}}{{V}_{排3}}$，
可得：液體密度不變時，物體受到的浮力與排開液體的體積成正比．

點評 本題是實驗探究性題目，探究浮力與V_排的關(guān)系，應(yīng)注意控制變量法的應(yīng)用，即控制液體的密度不變，改變V_排，測出F_浮，并注意數(shù)據(jù)的分析方法．