Question

下面是小明同学为测量“小铁块浸在水中时受到浮力的大小”所涉及的实验方案的部分内容：
实验器材：弹簧测力计（分度值0．2N，量程0～5N）、小铁块（10cm³）、细线、烧杯、水．
实验步骤（如图所示）：
①将小铁块悬挂在弹簧测力计下；
②将小铁块浸没于水中，读出弹簧测力计示数F₁；
③从水中移出小铁块，读出弹簧测力计的示数F₂；
④再做一次实验，将两次测得的数据填入表格中．
（1）请设计一个实验数据记录表格；
（2）请你找出小明实验方案中的两点不足，并给出相应的改进措施．

Answer 1

解：（1）根据称重法F_浮=G-F′可知，要测量“小铁块浸在水中时受到浮力的大小”应测出小铁块的重力和在水中弹簧测力计的拉力，并求出受到浮力的大小，故实验数据记录表格如下：

序号	弹簧测力计示数F1/N	弹簧测力计示数F2/N	小铁块受到的浮力
1
2

（2）①实验时用到的测量工具是弹簧测力计，在使用时应先校零；
②实验步骤中称小铁块重时，小铁块表面沾水，测量出小铁块的重力大于实际重力，应先测小铁块的重力，再测浸没水中时弹簧测力计的示数；
③小铁块浸没时受到的浮力F_浮=ρgV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×10×10^-6m³=0.1N＜0.2N，故所测弹簧测力计的示数误差较大，应换一体积大的铁块进行实验．
故答案为：①弹簧测力计在使用前没有校零，应先校零；
②实验步骤中称小铁块重时，小铁块表面沾水，造成误差，应将实验步骤对调；
③小铁块体积太小，两次弹簧测力计的示数差值小于弹簧测力计的分度值，测量误差较大，应换一个体积大些的小铁块．（任意两条均可）

分析：（1）称重法测浮力的方法是，先用弹簧测力计测出物体的重力，然后在测出物体进入水中时弹簧测力计的示数，两者之差即为物体受到的浮力，把测量的量和受到的浮力记录入表格．
（2）实验时用到的测量工具是弹簧测力计，在使用时应先校零；应先测出空气中小铁块的重力后测浮力，否则小铁块会沾有一部分水，造成实验误差；根据阿基米德原理求出小铁块受到的浮力，然后与弹簧测力计的分度值相比较可知实验中小铁块的体积太小．
点评：本题考查了实验表格的设计和实验步骤的评估，关键是知道称重法测物体所受浮力的原理以及实验中为减小误差需要注意的事项，综合性强，具有一定的难度．