Question

小李在研究“影響浮力大小的因素”時(shí)，根據(jù)自己的經(jīng)驗(yàn)感受提出：“在同種液體中，固體所受的浮力大小與排開液體的體積成正比．”現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材：天平、砝碼、多個(gè)完全相同的鉤碼、足夠大的量筒、足量的水、細(xì)線．請(qǐng)你根據(jù)提供的器材設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證小李的猜想．簡(jiǎn)明陳述實(shí)驗(yàn)步驟．
實(shí)驗(yàn)步驟：

Answer 1

答：①燒杯中裝入適量的水，用天平秤出燒杯和水的總質(zhì)量m₀；
②用細(xì)線系住6個(gè)鉤碼，將1個(gè)鉤碼完全浸沒在燒杯內(nèi)的水中（未接觸到燒杯底，且燒杯中的水未溢出），排開水的體積記為V₀，測(cè)出此時(shí)的質(zhì)量m₁；
③計(jì)算此時(shí)受到的浮力F₁=（m₁-m₀）g；
④重復(fù)步驟②③，依次將2、3、4、5、6個(gè)鉤碼完全浸沒在燒杯內(nèi)的水中（未接觸到燒杯底，且燒杯中的水未溢出），測(cè)出各次的質(zhì)量m₂、m₃、m₄、m₅、m₆，記錄每次排開水的體積和相應(yīng)的天平讀數(shù)，并分別計(jì)算各次所受浮力F₂=（m₂-m₀）g、F₃=（m₃-m₀）g、F₄=（m₄-m₀）g、F₅=（m₅-m₀）g、F₆=（m₆-m₀）g；
⑤求出各次所受浮力的比例關(guān)系，看是否為1：2：3：4：5：6，若是則說明浮力的大小與排開液體體積成正比．
分析：此題給出了多個(gè)完全相同的鉤碼，先讓一個(gè)鉤碼完全浸沒在水中，再依次讓兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)浸沒在水中，鉤碼浸沒在水中時(shí)排開液體的體積等于自身的體積，所以鉤碼排開液體的體積就是1：2：3：4：5：6；
題中給出了天平和砝碼，可以測(cè)出鉤碼浸沒在水中時(shí)排開水的質(zhì)量，乘以g就是鉤碼受到的浮力，怎么求鉤碼排開水的質(zhì)量呢？先給燒杯中放入適量的水，用天平測(cè)出燒杯和水的總質(zhì)量；然后將鉤碼浸沒在水中，但不能碰到容器底（若鉤碼碰到容器底，天平測(cè)量的就是燒杯和水，以及鉤碼的總質(zhì)量），這樣測(cè)出的就是燒杯和燒杯中的水，以及排開水的總質(zhì)量；兩者質(zhì)量之差就是鉤碼排開水的質(zhì)量；
根據(jù)排開水的質(zhì)量求出排開水的質(zhì)量，也就是浮力，依次求出放入兩個(gè)、三個(gè)、四個(gè)、五個(gè)、六個(gè)鉤碼浸沒在水中的浮力，求出浮力的比例關(guān)系，從而得出浮力和排開液體體積的關(guān)系．
點(diǎn)評(píng)：此題考查的是學(xué)生設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案的能力，要求學(xué)生熟練的掌握浮力的有關(guān)知識(shí)；
難點(diǎn)是如何使用天平測(cè)量鉤碼所受的浮力．