Question

6．实验桌上有器材：细线、顶端带有细吊环的圆柱形物体、装有适量水的水槽、弹簧测力计、刻度尺、可调节高度的铁架台．小欢利用上述器材，设计了一个实验，证明：浸没前，圆柱体浸入水中的深度越深，受到的浮力越大．
【实验步骤】①弹簧测力计调零，用细线系好圆柱体；②沿竖直方向用弹簧测力计测出圆柱体所受重力G，将数据记录在表格中；③…；④计算出浮力F_浮，填入表格中．

圆柱体浸在水中的深度h/m
圆柱体所受重力G/N
？
浮力F浮/N

请回答：
（1）请完善实验步骤：③把弹簧测力计挂在铁架台上，沿竖直方向用弹簧测力计吊着圆柱体，调节铁架台的高度使圆柱体一部分（约三分之一）浸入装有适量水的水槽中，用刻度尺测出圆柱体下表面到水面的深度h₁，读出弹簧测力计的示数F₁，并将h₁、F₁分别记录在表格中；再调节铁架台的高度，改变两次圆柱体浸入水中的深度，用刻度尺测出圆柱体下表面到水面的深度h₂、h₃，读出弹簧测力计的示数F₂、F₃，并将数据记录在表格中．
（2）计算浮力的公式或方法是F_浮=G-F．
（3）如表是小欢设计的未完成的数据记录表，请完善“？”处的内容：弹簧测力计示数F/N．
（4）拓展：小欢去海边游泳，他的感觉是“越往海水深处走，自己身体越轻”．请根据小欢的感觉，提出一个可探究的科学问题：物体所受浮力与物体排开液体的体积是否有关？．

Answer 1

分析 （1）（2）（3）要研究“物体浸没在水中之前，物体受到的浮力跟它浸在水中的深度关系”，需要改变物体浸在水中的深度但不浸没，测出对应的浮力进行比较．此时可用称重法测浮力，即先测出物体的重力，再测出物体浸在水中时测力计对它的拉力，两次测力计示数差即为浮力大小．
（4）根据浮力的影响因素结合题意小欢的感觉是“越往海水深处走，自己身体越轻”分析．

解答 解：（1）实验步骤：
①弹簧测力计调零，用细线系好圆柱体；
②沿竖直方向用弹簧测力计测出圆柱体所受重力G，将数据记录在表格中；
③把弹簧测力计挂在铁架台上，沿竖直方向用弹簧测力计吊着圆柱体，调节铁架台的高度使圆柱体一部分（约三分之一）浸入装有适量水的水槽中，用刻度尺测出圆柱体下表面到水面的深度h₁，读出弹簧测力计的示数F₁，并将h₁、F₁分别记录在表格中；
再调节铁架台的高度，改变两次圆柱体浸入水中的深度，用刻度尺测出圆柱体下表面到水面的深度h₂、h₃，读出弹簧测力计的示数F₂、F₃，并将数据记录在表格中；
（2）利用F_浮=G-F，分别计算出三次的浮力F_浮，填入表格中．
（3）“？”处的内容应该是弹簧测力计示数F/N；
（4）小欢去海边游泳，他的感觉是“越往海水深处走，自己身体越轻”，海水密度不变，越往海水深处走，排开水的体积越大，因此可提出一个可探究的科学问题：物体所受浮力与物体排开液体的体积是否有关？．
故答案为：
（1）把弹簧测力计挂在铁架台上，沿竖直方向用弹簧测力计吊着圆柱体，调节铁架台使圆柱体一部分（三分之一）浸入装有适量水的水槽中，用刻度尺测出圆柱体下表面到水面的深度h₁，读出弹簧测力计的示数F₁，并将h₁、F₁分别记录在表格中；再调节铁架台的高度，改变两次圆柱体浸入水中的深度，用刻度尺测出圆柱体下表面到水面的深度h₂、h₃，读出弹簧测力计的示数F₂、F₃，并将数据记录在表格中；
（2）F_浮=G-F；
（3）弹簧测力计示数F/N；
（4）物体所受浮力与物体排开液体的体积是否有关？．

点评 本题是一道考查探究浮力大小的实验题，该实验是一重要的实验，中考时在这一考点出现的题目较多．此类（4）是考查对实验探究中的提出问题环节的理解与掌握情况，提出问题是科学探究过程的首个重要环节，也是物理科学研究中重要的一个环节．