Question

小军在游泳池学习游泳，他向水深处走时，感觉身体变轻了．他由此推断得出：潜水员在水中潜水时，下潜的深度越深，他所受到的浮力就越大．同去的小华认为小军的推断是错误的．他到实验室发现有如下器材：天平和砝码、弹簧测力计、压强计（U形管内的液体是水）、量筒、大烧杯、刻度尺、正方体小铝块、正方体小木块、溢水杯，水和细线，他选用其中的一些器材设计了一个实验，并根据实验现象说明小军的推断是错误的．请你写出小华实验所需要的器材、实验步骤以及分析论证小军的推断是错误的．要求设计的实验具有可行性，且符合安全原则．

Answer 1

答：（1）实验器材：弹簧测力计、正方体小铝块、大烧杯、水和细线；
（2）实验步骤：在烧杯中装入适量的水；
用细线拴上小铝块系在弹簧测力计的挂钩上，测出并记录弹簧测力计的示数G；
将小铝块浸没在水中某一深度，测出并记录弹簧测力计的示数F₁；
将小铝块浸没在水中另一深度，测出并记录弹簧测力计的示数F₂；
（3）分析与论证：若G-F₁=G-F₂，则小铝块浸没在水中不同深度受到的浮力相同．就说明小军的推断是错误的．
分析：根据题意“潜水员在水中潜水时，下潜的深度越深，他所受到的浮力就越大”，以此来确定研究的问题是“浮力的大小是否与物体浸没的深度有关”？为了保证实验结论的可靠性，我们必须选择同一种液体进行实验，并用弹簧测力计来测量力的大小，借助一个密度大于水的正方体小铝块作为研究对象，通过改变物体在水中的浸没深度，观察弹簧测力计示数的变化，最后总结结论．
点评：本实验设计的难度并不大，这也是我们在探究浮力大小与哪些因素有关时，经常遇到的情况．值得我们注意的是，首先要根据题意确定要探究的问题是什么，再围绕实验的目的去选择器材和设计实验步骤，并考虑到如何操作才能符合探究的要求，得出可靠的结论．