Question

在学习浮力知识时，小李根据自己的经验感受，提出：“在同种液体中，固体所受的浮力大小跟排开液体的体积成正比．”现有实验器材：弹簧测力计（量程足够大）、六个相同的钩码、高度足够的烧杯、水、量筒．请你根据提供的器材设计一个实验验证小李的猜想．简明陈述实验步骤．

Answer 1

答：实验步骤：
（1）将弹簧测力计指针调零，在烧杯中注入适量的水；
（2）将6个钩码挂在弹簧测力计下，用弹簧测力计测量6个钩码受到的重力为G，记录在实验表格中．
（3）将弹簧测力计下的六个钩码中的1个浸没在水中，此时弹簧测力计的拉力为F₁，将F₁和钩码排开的水的体积V₁记录在表格中．
（4）仿照步骤3，分别用弹簧测力计测量浸没2、3、4、5、6个钩码时的拉力为F₂、F₃、F₄、F₅、F₆，将这些数据和2、3、4、5、6个钩码排开的水的体积V₂、V₃、V₄、V₅、V₆记录在表格中；
（5）根据F_浮=G-F计算出F_浮1…F_浮6，与V_1…V₆比较，证明同种液体，物体所受浮力大小与排开液体的体积成正比．
分析：根据浮力公式F_浮=ρ_液gV_排知，浮力大小与液体密度和排开液体的体积有关，根据小李的观点：“在同种液体中，固体所受的浮力大小跟排开液体的体积成正比．”在探究的过程中应控制液体的密度不变，改变物体排开液体的体积，根据提供的器材可分别采用1、2、3、4、5、6个钩码来改变V_排，同时需测出几种情况下所受的浮力．
点评：此题通过设计实验验证在同种液体中，固体所受的浮力大小跟排开液体的体积成正比的特点，考查了学生对控制变量法的应用，同时考查了设计实验解决问题的能力．