Question

北京水立方中游泳池的水深设计比一般标准游泳池深了0.5m，小芳认为：浮力的大小跟水的深度有关，请你自选器材，设计实验证明小芳的观点是错误的。

请简述（1）实验步骤；（2）实验现象；（3）实验分析与结论。

Answer

（1）实验步骤：

①用弹簧测力计测出实心金属块的重力G；
②将实心金属块浸没水中的不同深度处，并记录弹簧测力计的示数F；
③利用F浮=G-F，计算出弹簧测力计在水中不同深度所受的浮力，比较它们的大小；
（2）实验现象：会看到金属块浸没在不同深度时，弹簧测力计示数都相等，所以每次实验金属块受到的浮力是相等的；
（3）结论：浸没在水中的物体，所受浮力大小和深度无关。说明小芳的结论是错误的。

【解析】

设计实验时，要注意控制变量法的运用，在确保ρ液和V排不变的前提下，进行实验的设计；改变物体的深度，利用测力计分两步测出物体的浮力，然后分析数据，去获取结论。

设计实验时，需要利用称重法测量物体在液体中受到的浮力，需要用弹簧测力计测出实心金属块的重力G；探究浮力与深度的关系，根据控制变量法，保持液体的密度和排开液体的体积不变，改变物体在液体中的深度，所以将实心金属块浸没水中的不同深度处，并记录弹簧测力计的示数F；利用称重法F浮=G-F，计算出弹簧测力计在水中不同深度所受的浮力，比较它们的大小；实验现象：会看到金属块浸没在不同深度时，弹簧测力计示数都相等，所以每次实验金属块受到的浮力是相等的；由实验现象可得浸没在水中的物体，所受浮力大小和深度无关。