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.
【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-m
g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.