Question

實(shí)驗(yàn)桌上有滿足實(shí)驗(yàn)需要的如下器材：天平、砝碼、體積不同的鋁塊、細(xì)線、大燒杯、量筒、水．請你利用上述器材設(shè)計一個實(shí)驗(yàn)證明：浸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(shí)驗(yàn)步驟，畫出實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表．

Answer 1

【答案】分析：器材中缺少彈簧測力計，因此實(shí)驗(yàn)的關(guān)鍵是如何用天平測出鋁塊所受的浮力．首先用天平測出燒杯和水的總質(zhì)量，接著用細(xì)線拴好的鋁塊懸掛并浸沒在天平左盤上的燒杯內(nèi)的水中，測出此時的總質(zhì)量，二者之差就是鋁塊浸沒在水中時排開水的質(zhì)量，根據(jù)F_浮=G_排=m_排g計算出鋁塊所受的浮力．
解答：解：實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）在量筒中注入適量的水，讀出此時水的體積V；用細(xì)線把一個鋁塊拴好，使其浸沒在量筒內(nèi)的水中，此時量筒中水面對應(yīng)的刻度值用V表示；將V、V的數(shù)據(jù)記在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中．
（2）在燒杯中注入適量的水，用調(diào)節(jié)好的天平測出燒杯和水的總質(zhì)量m的數(shù)據(jù)，并記在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中；將步驟（1）中用細(xì)線拴好的鋁塊懸掛并浸沒在天平左盤上的燒杯內(nèi)的水中，鋁塊不接觸燒杯，在天平右盤添加適量的砝碼，移動游碼，天平再次平衡時，天平右盤中砝碼的總質(zhì)量與游碼所對刻度值之和用m表示，將m的數(shù)據(jù)記在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中．
（3）換用體積不同的鋁塊，仿照步驟（1）、（2）再做5次實(shí)驗(yàn)，依次讀出它們浸沒在量筒的水中時，水面對應(yīng)的刻度值V的數(shù)據(jù)；分別測出相應(yīng)的每個鋁塊懸掛并浸沒在燒杯的水中時m的數(shù)據(jù)；分別將每次的V、m的數(shù)據(jù)記在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中．
（4）根據(jù)V_排=V-V，F(xiàn)_浮=mg-mg分別計算出6次的V_排和F_浮的數(shù)據(jù)，并分別記在實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表中．實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表

V/m3
V/m3
V排/m3
m/kg
m/kg
F浮/N

點(diǎn)評：本題是一道探究設(shè)計題，考查了天平測浮力的方法，以及研究浮力大小與排開液體體積的關(guān)系，解題時需要注意以下四點(diǎn)：
（1）明確自變量、因變量和控制變量；
（2）排水法測體積；
（3）利用天平的差量法測量物體的浮力；
（4）實(shí)驗(yàn)語言的嚴(yán)謹(jǐn)性．