Question

【題目】水平實驗桌面上有彈簧測力計、刻度尺、系好細線的均勻柱狀實心鋁棒（高度約為6cm）和裝有適量水的燒杯。小明學習了浮力大小跟哪些因素有關的知識后，又提出了新的猜想，為此他利用提供的實驗器材進行了如下的實驗探究。

①在已調零的彈簧測力計下懸掛鋁棒，如圖甲所示，記錄彈簧測力計的示數F0；

②將懸掛在彈簧測力計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，記錄彈簧測力計的示數F1；

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

小明發現F1 大于F2，通過學到的知識，他判斷出兩次實驗中鋁棒受到的浮力大小不等，于是得出結論“物體在水中所受浮力的大小，跟它下表面所處的深度有關”。請你只利用這些器材，設計一個實驗證明小明的結論是錯誤的。寫出實驗步驟和實驗現象。

Answer 1

【答案】實驗步驟：

①在已調零的彈簧測力計下懸掛鋁棒，記錄彈簧測力計的示數F0；

②將懸掛在彈簧測力計下方的鋁棒浸沒在水中，用刻度尺測出鋁棒下表面所處的深度h1，讀出彈簧測力計的示數F1，將h1和F1的數據記錄在表格中；

③將懸掛在彈簧測力計下方的鋁棒下移，使鋁棒下表面所處的深度增加，用刻度尺測出鋁棒下表面所處的深度h2，讀出彈簧測力計的示數F2，將h2和F2的數據記錄在表格中。

實驗現象：

利用F浮1=F0-F1和F浮2=F0-F2分別計算出兩次實驗中鋁棒所受浮力大小F浮1和F浮2，兩次實驗中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”的結論是錯誤的。

【解析】由實驗可以看出，小明的實驗中沒有探究鋁棒浸入水中的體積（V排）相等．
設計實驗步驟如下：
①用彈簧測力計測出實心鋁棒的重力G；
②將實心鋁棒浸沒水中的不同深度處，并記錄彈簧測力計的示數F；
③利用F浮=G-F，計算出彈簧測力計在水中不同深度所受的浮力，比較它們的大小．
實驗現象：會看到鋁棒浸沒在不同深度時，彈簧測力計示數都相等，所以每次實驗鋁棒受到的浮力是相等的；
可得結論：浸沒在水中的物體，所受浮力大小和深度無關．說明小明的結論是錯誤的．