题目内容

17.小铭利用如下器材设计实验证明:在同种液体中,固体漂浮时受到的浮力大小跟排开液体的体积成正比.请你帮他补充完整实验步骤.实验器材:细长平底试管一支(已知底面积为S)、小药匙一个、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)把天平放在水平桌面上,调节天平平衡;
(2)用刻度尺测出试管的长度L并记录;
(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;
(4)再将平底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h;将数据记录在表格内.
(5)用抹布擦干试管,用药匙每次再取适量的细沙装入试管,仿照步骤(3)(4)再做5次实验,并将数值记录在表格内.
(6)利用公式V排=S(L-h)计算出排开水的体积V排;将数据记录在表格内.
(7)根据物体漂浮时F浮=G物,可知试管每次所受的浮力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.

分析 明确实验原理:利用漂浮条件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)把天平放在水平桌面上,调节天平平衡;
(2)用刻度尺测出试管的长度L并记录;
(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;
(4)再将平底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h;将数据记录在表格内.
(5)用抹布擦干试管,用药匙每次再取适量的细沙装入试管,仿照步骤(3)(4)再做5次实验,并将数值记录在表格内.
(6)利用公式V排=S(L-h)计算出排开水的体积V排;将数据记录在表格内.
(7)根据物体漂浮时F浮=G物,可知试管每次所受的浮力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.
故答案为:(3)用天平测出细沙和试管的总质量m1;
(4)使试管竖直漂浮在水面上静止;
(6)V排=S(L-h);
(7)物体漂浮时F浮=G物.

点评 本题是一道探究设计题,考查了漂浮条件研究浮力大小与排开液体体积的关系,解题时需要明确实验原理,根据量筒的使用设计实验步骤.

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