Question

5．在探究浮力的大小與排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)中，測(cè)力計(jì)每小格0.5N．
（1）在溢水杯中裝滿(mǎn)水，如果不這樣，G_排會(huì)偏小．
（2）小紅認(rèn)為圖中實(shí)驗(yàn)步驟不太合理，也有可能使G_排偏小，那么不重復(fù)操作的合理步驟順序是丁甲乙丙．
（3  根據(jù)甲乙兩圖可知，物體所受浮力為0.5N，還可以計(jì)算物體的密度是4×10³kg/m³．
（4）若物體接觸容器底部且測(cè)力計(jì)有示數(shù)，則物體所受浮力不變．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)阿基米德原理，浸在液體中的物體受到的浮力等于排開(kāi)的液體受到的重力；若溢水杯沒(méi)有裝滿(mǎn)水，物體排開(kāi)的水不能全部溢出，排開(kāi)的水會(huì)減��；
（2）要先測(cè)石塊的重力和空桶的重力，然后再把石塊沒(méi)入水中，測(cè)出石塊受到的拉力，根據(jù)稱(chēng)重法求出浮力；最后再測(cè)出桶和溢出水的重力得出排開(kāi)水的重力；
（3）根據(jù)稱(chēng)重法求所受浮力；
根據(jù)G=mg求出合金塊的質(zhì)量，根據(jù)阿基米德原理求出合金塊浸沒(méi)入水中時(shí)排開(kāi)水的體積即為合金塊的體積，利用密度公式求出合金塊的密度；
（4）物體所受浮力的大小與排開(kāi)液體的體積和液體的密度有關(guān)，與浸沒(méi)的深度無(wú)關(guān)．

解答 解：（1）在溢水杯裝滿(mǎn)水時(shí)，物體排開(kāi)的水才能全部溢出，所以如果不這樣，G_排會(huì)偏小；
（2）合理的實(shí)驗(yàn)順序是：
丁、測(cè)出空桶所受的重力；
甲、測(cè)出實(shí)心合金塊所受的重力；
乙、把合金塊浸沒(méi)在裝滿(mǎn)水的溢水杯中，測(cè)出合金塊所受的浮力，收集合金塊排開(kāi)的水；
丙、測(cè)出桶和排開(kāi)的水所受的重力．
（3）已知測(cè)力計(jì)每小格0.5N，則甲圖中測(cè)力計(jì)示數(shù)為2N，乙圖中測(cè)力計(jì)示數(shù)為1.5N，所以合金塊受到的浮力：F_浮=2.0N-1.5N=0.5N，
合金塊的質(zhì)量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{2N}{10N/kg}$=0.2kg，
合金塊完全浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)水的體積：V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.5N}{1.0×{10}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5×10^-5m³，
因?yàn)楹辖饓K浸沒(méi)入水中，所以V=V_排=5×10^-5m³，
合金塊的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.2kg}{5×{10}^{-5}{m}^{3}}$=4×10³kg/m³．
（4）由阿基米德原理公式F_浮=ρ_液gV_排可知，浮力大小只與液體的密度和排開(kāi)液體的體積有關(guān)．
當(dāng)合金塊浸沒(méi)在水中時(shí)，若物體接觸容器底部，但V_排一定，所受浮力不變．
故答案為：（1）裝滿(mǎn)水；（2）丁甲乙丙；（3）0.5；4×10³kg/m³；（4）不變．

點(diǎn)評(píng) 本題目就是考查學(xué)生對(duì)阿基米德實(shí)驗(yàn)的掌握程度，看學(xué)生能否掌握每個(gè)步驟，以及每一步要測(cè)量的對(duì)象，只要基本知識(shí)掌握扎實(shí)，題目不難做出．