Question

為了研究金屬塊在水中受到的浮力是否跟金屬塊排開水的體積有關(guān)，小明用一塊重力已知的金屬塊做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)．小明三次實(shí)驗(yàn)排開水的體積都不同，測(cè)出了三次金屬塊受到的浮力跟金屬塊排開水的體積有關(guān)．而小剛則認(rèn)為三次金屬塊浸入水中的深度不同，所以浮力不同，因此說明金屬塊受到的浮力跟金屬塊在水中的深度有關(guān)．請(qǐng)你用如圖所示的儀器，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)說明金屬塊受到的浮力與深度無關(guān)．

Answer 1

解：①用彈簧測(cè)力計(jì)拉住金屬塊，將其浸沒水中的某一深度處，并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁；
②改變其在水中的深度，記下測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₂；
③重復(fù)上面操作記下示數(shù)F₃、F₄；
④比較F₁、F₂、F₃、F₄的大小．
分析與結(jié)論：若示數(shù)相等，說明浮力與浸沒深度無關(guān)；若示數(shù)不相等，說明與浸沒深度有關(guān)．
分析：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要注意控制變量法的運(yùn)用，在確保ρ_液和V_排不變的前提下，進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)；
改變物體的深度，根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變化情況，去獲取結(jié)論：若示數(shù)不變，則與深度無關(guān)．
點(diǎn)評(píng)：此題是一道設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)題，在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，要注意控制變量法的思想運(yùn)用，使用同種液體（水）、將金屬塊始終浸沒在水中，這樣就確保液體密度、物體排開液體的體積不變；利用測(cè)力計(jì)間接測(cè)出物體的浮力，改變物體所處的深度，進(jìn)行研究就可完成了實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)．