Question

实验证明：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．完成下列主要的实验步骤和记录实验数据的表格设计．
实验器材：细长平底试管一支（已知底面积为S=3cm²）、小汤匙一个、抹布一块、刻度尺一把、大水槽一个（水槽的深度大于平底试管的高度）、足量的水、足量的细沙子、天平及配套砝码．
实验步骤：
（1）用刻度尺测出试管的长度L并记录；
（2）______；
（3）用药匙取适量的细沙装入试管，用天平测出______；再将试管放入盛有水的水槽中，使试管______，用刻度尺测出试管露出水面的高度h₁；将m₁、h₁记录在表格内．
（4）用抹布擦干试管，用药匙再取适量的细沙装入试管，用天平测出细沙和试管的总质量m₂；再将试管放入盛有水的水槽中，使试管竖直漂浮在水面上静止，用刻度尺测出试管露出水面的高度h₂；将m₂、h₂记录在表格内．
（5）仿照步骤（4）再做______次实验，测出细沙和试管的总质量m₃、m₄、m₅、m₆；测出每次试管露出水面的高度h₃、h₄、h₅、h₆，并将数值记录在表格内．
（6）计算出每次试管浸入水中的深度（L-h）和______；将数据记录在表管内．
（7）根据物体漂浮时F_浮______G_物，可知试管每次漂浮时所受的浮力F_浮．
（8）分析F_浮和试管排开水的体积V_排确定两者的关系．
实验记录表格：
S=3cm²

实验次数	1	2	3	4	5	6
试管的长度/cm
细沙和试管的总质量m/kg
重力G/N
试管露出水面高度h/cm
试管浸入水中深度L-h/cm

Answer 1

【答案】分析：利用称重法测量试管和细沙受到水的浮力，利用排水法测量试管排开水的体积，依次改变装入试管中细沙的质量，测出试管受到的浮力和排开水的体积，记录入表格，分析数据得出结论．
解答：解：实验步骤：
（1）用刻度尺测出试管的长度L并记录；
（2）把天平放在水平桌面上，调节天平平衡；
（3）用药匙取适量的细沙装入试管，用天平测出细沙和试管的总质量m₁；再将试管放入盛有水的水槽中，使试管竖直漂浮在水面上静止，用刻度尺测出试管露出水面的高度h₁；将m₁、h₁记录在表格内．
（4）用抹布擦干试管，用药匙再取适量的细沙装入试管，用天平测出细沙和试管的总质量m₂；再将试管放入盛有水的水槽中，使试管竖直漂浮在水面上静止，用刻度尺测出试管露出水面的高度h₂；将m₂、h₂记录在表格内．
（5）仿照步骤（4）再做4次实验，测出细沙和试管的总质量m₃、m₄、m₅、m₆；测出每次试管露出水面的高度h₃、h₄、h₅、h₆，并将数值记录在表格内．
（6）计算出每次试管浸入水中的深度（L-h）和排开水的体积V_排；将数据记录在表管内．
（7）根据物体漂浮时F_浮=G_物，可知试管每次漂浮时所受的浮力F_浮．
（8）分析F_浮和试管排开水的体积V_排确定两者的关系．
实验数据记录表格：表格如下所示．
故答案为：（2）把天平放在水平桌面上，调节天平平衡；（3）细沙和试管的总质量m₁；竖直漂浮在水面上静止．（5）4．（6）排开水的体积V_排．（7）=．实验数据记录表格如下所示．

实验次数	1	2	3	4	5	6
浮力F浮/N
试管排开水的体积V排/cm3

点评：本题是一道探究设计题，考查了称重法测浮力的方法，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）利用称重法测量物体的浮力；（4）实验语言的严谨性．本题考查了量筒的使用、称重法测浮力，涉及到设计实验步骤、实验表格，有难度！