Question

如圖所示，在一個(gè)已經(jīng)調(diào)平衡、有刻度的杠桿右側(cè)掛重力為G₀的鉤碼，鉤碼的位置B固定不動(dòng)；左側(cè)掛重力未知的金屬圓柱體，懸掛點(diǎn)A的位置可以在杠桿上移動(dòng)，細(xì)線長(zhǎng)短可以調(diào)整，此時(shí)杠桿在水平位置平衡；量筒中盛有適量的水。要求利用上述實(shí)驗(yàn)裝置和器材，探究“浸在水里的物體所受浮力大小與物體浸入水中的體積成正比”。
寫(xiě)出主要實(shí)驗(yàn)步驟，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表。

Answer 1

實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）記錄杠桿平衡時(shí)OB的距離L₀，AO的距離L，鉤碼的重力G₀；水面對(duì)應(yīng)的量筒的刻度V₀在表格中；（1分）
（2）把量筒移到圓柱體下方，調(diào)整細(xì)線長(zhǎng)度，使部分圓柱體浸入水中，此時(shí)水面對(duì)應(yīng)的量筒的刻度V₁，向左調(diào)整杠桿左側(cè)懸點(diǎn)位置至A₁，使杠桿在水平位置平衡，A₁O的距離L^’₁，并把L^’₁、V₁記錄在表格中；（1分）
（3）依次改變圓柱體浸入水中的體積，仿照步驟2，再做5次實(shí)驗(yàn)，并將各次V₂、V₃、V₄、V₅、V₆和L^’₂、L^’₃、L^’₄、L^’₅、L^’₆記錄在表格中；（1分）
（4）根據(jù)，根據(jù)杠桿平衡條件G_圓柱體=；（1分），解得，計(jì)算出圓柱體所受F_浮1、F_浮2、F_浮3、F_浮4、F_浮5、F_浮6，并記錄在表格中。（1分）
（其他答案正確的，均可相應(yīng)得分）
實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄表（1分）

G0/N
V0/m3
V/m3
V排/m3
L0/m
L/m
L‘/m
F浮/N

 

試題分析：本實(shí)驗(yàn)是用量筒測(cè)量排開(kāi)水的體積，利用杠桿平衡的平衡條件求物體受到的浮力，進(jìn)而得出浸在水里的物體所受浮力大小與物體浸入水中的體積的關(guān)系，需要測(cè)量的物理量：每次實(shí)驗(yàn)杠桿兩邊力臂、排開(kāi)水的體積（排水法測(cè)量），據(jù)此設(shè)計(jì)表格。
實(shí)驗(yàn)步驟：
（1）記錄杠桿平衡時(shí)OB的距離L₀，AO的距離L，鉤碼的重力G₀；水面對(duì)應(yīng)的量筒的刻度V₀在表格中；
（2）把量筒移到圓柱體下方，調(diào)整細(xì)線長(zhǎng)度，使部分圓柱體浸入水中，此時(shí)水面對(duì)應(yīng)的量筒的刻度V₁，向左調(diào)整杠桿左側(cè)懸點(diǎn)位置至A₁，使杠桿在水平位置平衡，A ₁O的距離L₁′，并把L₁′、V₁記錄在表格中；
（3）依次改變圓柱體浸入水中的體積，仿照步驟2，再做5次實(shí)驗(yàn)，并將各次V₂、V₃、V₄、V₅、V₆和L₂′、L₃′、L₄′、L₅′、L₆′記錄在表格中；
（4）根據(jù)V_排=V﹣V₀，根據(jù)杠桿平衡條件G_圓柱體L=L₀G₀，（G_圓柱體﹣F_浮）L′=G₀L₀，解得F_浮=G₀，計(jì)算出圓柱體所受F_浮1、F_浮2、F_浮3、F_浮4、F_浮5、F_浮6，并記錄在表格中。
點(diǎn)評(píng)：本題要求學(xué)生有設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)的能力，弄清楚題意、知道實(shí)驗(yàn)原理是本題的關(guān)鍵。