Question

【題目】水平實(shí)驗(yàn)桌面上有彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、系好細(xì)線的均勻柱狀實(shí)心鋁棒（高度約為6cm）和裝有適量水的燒杯。小明學(xué)習(xí)了浮力大小跟哪些因素有關(guān)的知識(shí)后，又提出了新的猜想，為此他利用提供的實(shí)驗(yàn)器材進(jìn)行了如下的實(shí)驗(yàn)探究。

①在已調(diào)零的彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛鋁棒，如圖甲所示，記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F0；

②將懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下方的鋁棒部分浸在水中，鋁棒下表面所處的深度h1為2cm，如圖乙所示，記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1；

③將懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下方的鋁棒下移，鋁棒下表面所處的深度h2為4cm，如圖丙所示，記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F2；

小明發(fā)現(xiàn)F1 大于F2，通過學(xué)到的知識(shí)，他判斷出兩次實(shí)驗(yàn)中鋁棒受到的浮力大小不等，于是得出結(jié)論“物體在水中所受浮力的大小，跟它下表面所處的深度有關(guān)”。請(qǐng)你只利用這些器材，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)證明小明的結(jié)論是錯(cuò)誤的。寫出實(shí)驗(yàn)步驟和實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象。

Answer 1

【答案】實(shí)驗(yàn)步驟：

①在已調(diào)零的彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛鋁棒，記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F0；

②將懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下方的鋁棒浸沒在水中，用刻度尺測(cè)出鋁棒下表面所處的深度h1，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1，將h1和F1的數(shù)據(jù)記錄在表格中；

③將懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下方的鋁棒下移，使鋁棒下表面所處的深度增加，用刻度尺測(cè)出鋁棒下表面所處的深度h2，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F2，將h2和F2的數(shù)據(jù)記錄在表格中。

實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：

利用F浮1=F0-F1和F浮2=F0-F2分別計(jì)算出兩次實(shí)驗(yàn)中鋁棒所受浮力大小F浮1和F浮2，兩次實(shí)驗(yàn)中h1<h2，但F浮1=F浮2，所以小明“物體在水中所受浮力的大小，跟它下表面所處的深度有關(guān)”的結(jié)論是錯(cuò)誤的。

【解析】由實(shí)驗(yàn)可以看出，小明的實(shí)驗(yàn)中沒有探究鋁棒浸入水中的體積（V排）相等．
設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟如下：
①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出實(shí)心鋁棒的重力G；
②將實(shí)心鋁棒浸沒水中的不同深度處，并記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F；
③利用F浮=G-F，計(jì)算出彈簧測(cè)力計(jì)在水中不同深度所受的浮力，比較它們的大小．
實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：會(huì)看到鋁棒浸沒在不同深度時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)都相等，所以每次實(shí)驗(yàn)鋁棒受到的浮力是相等的；
可得結(jié)論：浸沒在水中的物體，所受浮力大小和深度無關(guān)．說明小明的結(jié)論是錯(cuò)誤的．