Question

11．科學(xué)是一門需要觀察實驗加思考的學(xué)科．小明發(fā)現(xiàn)木塊在水中漂浮而石塊在水中下沉，而他已經(jīng)學(xué)習(xí)得知石塊和木塊有大小不同的密度．于是他提出了自己的猜想：
【建立猜想】浮力的大小可能與物體的密度有關(guān)．
他找到了以下實驗器材想來設(shè)計實驗驗證自己的猜想：
①彈簧測力計     ②兩個燒杯   ③細(xì)線   ④兩塊體積相同的銅塊和鐵塊    ⑤兩塊體積不同的銅塊和鐵塊    ⑥足量的水
【實驗器材】上述需要選用的器材和用品是：①②③⑥和④（填序號）．
【實驗步驟】請你幫小明把下列實驗步驟填寫完整：
（1）用彈簧測力計分別測出所選銅塊和鐵塊在空氣中受到的重力G₁和G₂；
（2）將彈簧測力計下端掛著的銅塊和鐵塊浸沒在水中，分別記下彈簧測力計的示數(shù)為G₃和G₄；
（3）多次重復(fù)實驗．
【分析和結(jié)論】若要得出浮力的大小與物體的密度無關(guān)的結(jié)論，則預(yù)期的實驗數(shù)據(jù)關(guān)系式是G₁-G₃=G₂-G₄（用G₁、G₂、G₃、G₄表示）．

Answer 1

分析 實驗的目的是探究浮力的大小與物體的密度是否有關(guān)，因此，要選擇密度不同的兩個物體，同時，根據(jù)控制變量法的要求，應(yīng)使所選物體的體積相同，且在實驗過程中都要完全浸沒在水中的相同深度處．再通過稱重法測出浮力的大小加以比較即可．

解答 解：
【實驗器材】從實驗的目的出發(fā)，除彈簧測力計、燒杯、細(xì)線和水之外，還應(yīng)選擇兩塊體積相同但密度不同的金屬塊，故還應(yīng)選④；
【實驗步驟】（2）根據(jù)稱重法的操作步驟，結(jié)合控制變量法的要求，在測出金屬塊的重力后，應(yīng)將兩金屬塊完全浸沒入水中，分別記下彈簧測力計的示數(shù)，再根據(jù)F_浮=G-F_拉，分別求出兩次的浮力加以比較；
【分析和結(jié)論】要得出浮力大小與密度無關(guān)，最后浮力應(yīng)該相等，即G₁-G₃=G₂-G₄．
故答案為：【實驗器材】④；
【實驗步驟】（2）浸沒在水中；
【分析和結(jié)論】G₁-G₃=G₂-G₄．

點評 解決此實驗的關(guān)鍵是要明確實驗的目的，圍繞目的去設(shè)計步驟、選擇器材，對稱重法的熟練運用可以幫助我們順利測出不同情況下的浮力，再按要求進(jìn)行比較即可得出浮力的大小與物體的密度是沒有關(guān)系的．當(dāng)然，實驗中還要特別注意控制變量法的運用，這樣才能保證得出的結(jié)論是正確的．