Question

小李在研究“影响浮力大小的因素”时，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与排开液体的体积成正比．”现有实验器材：天平、砝码、多个完全相同的钩码、足够大的量筒、足量的水、细线．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．
实验步骤：

Answer 1

答：①烧杯中装入适量的水，用天平秤出烧杯和水的总质量m₀；
②用细线系住6个钩码，将1个钩码完全浸没在烧杯内的水中（未接触到烧杯底，且烧杯中的水未溢出），排开水的体积记为V₀，测出此时的质量m₁；
③计算此时受到的浮力F₁=（m₁-m₀）g；
④重复步骤②③，依次将2、3、4、5、6个钩码完全浸没在烧杯内的水中（未接触到烧杯底，且烧杯中的水未溢出），测出各次的质量m₂、m₃、m₄、m₅、m₆，记录每次排开水的体积和相应的天平读数，并分别计算各次所受浮力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关系，看是否为1：2：3：4：5：6，若是则说明浮力的大小与排开液体体积成正比．
分析：此题给出了多个完全相同的钩码，先让一个钩码完全浸没在水中，再依次让两个、三个、四个、五个、六个浸没在水中，钩码浸没在水中时排开液体的体积等于自身的体积，所以钩码排开液体的体积就是1：2：3：4：5：6；
题中给出了天平和砝码，可以测出钩码浸没在水中时排开水的质量，乘以g就是钩码受到的浮力，怎么求钩码排开水的质量呢？先给烧杯中放入适量的水，用天平测出烧杯和水的总质量；然后将钩码浸没在水中，但不能碰到容器底（若钩码碰到容器底，天平测量的就是烧杯和水，以及钩码的总质量），这样测出的就是烧杯和烧杯中的水，以及排开水的总质量；两者质量之差就是钩码排开水的质量；
根据排开水的质量求出排开水的质量，也就是浮力，依次求出放入两个、三个、四个、五个、六个钩码浸没在水中的浮力，求出浮力的比例关系，从而得出浮力和排开液体体积的关系．
点评：此题考查的是学生设计实验方案的能力，要求学生熟练的掌握浮力的有关知识；
难点是如何使用天平测量钩码所受的浮力．