Question

（2011?北京）实验桌上有满足实验需要的如下器材：天平、砝码、体积不同的铝块、细线、大烧杯、量筒、水．请你利用上述器材设计一个实验证明：浸在水中的物体所受的浮力大小跟物体排开水的体积成正比．请你写出实验步骤，画出实验数据记录表．

Answer 1

分析：器材中缺少弹簧测力计，因此实验的关键是如何用天平测出铝块所受的浮力．首先用天平测出烧杯和水的总质量，接着用细线拴好的铝块悬挂并浸没在天平左盘上的烧杯内的水中，测出此时的总质量，二者之差就是铝块浸没在水中时排开水的质量，根据F_浮=G_排=m_排计算出铝块所受的浮力．

解答：解：实验步骤：
（1）在量筒中注入适量的水，读出此时水的体积V₀；用细线把一个铝块拴好，使其浸没在量筒内的水中，此时量筒中水面对应的刻度值用V表示；将V₀、V的数据记在实验数据记录表中．
（2）在烧杯中注入适量的水，用调节好的天平测出烧杯和水的总质量m₀的数据，并记在实验数据记录表中；将步骤（1）中用细线拴好的铝块悬挂并浸没在天平左盘上的烧杯内的水中，铝块不接触烧杯，在天平右盘添加适量的砝码，移动游码，天平再次平衡时，天平右盘中砝码的总质量与游码所对刻度值之和用m表示，将m的数据记在实验数据记录表中．
（3）换用体积不同的铝块，仿照步骤（1）、（2）再做5次实验，依次读出它们浸没在量筒的水中时，水面对应的刻度值V的数据；分别测出相应的每个铝块悬挂并浸没在烧杯的水中时m的数据；分别将每次的V、m的数据记在实验数据记录表中．
（4）根据V_排=V-V₀，F_浮=mg-m₀g分别计算出6次的V_排和F_浮的数据，并分别记在实验数据记录表中．实验数据记录表

V0/m3
V/m3
V排/m3
m0/kg
m/kg
F浮/N

点评：本题是一道探究设计题，考查了天平测浮力的方法，以及研究浮力大小与排开液体体积的关系，解题时需要注意以下四点：
（1）明确自变量、因变量和控制变量；
（2）排水法测体积；
（3）利用天平的差量法测量物体的浮力；
（4）实验语言的严谨性．