Question

17．如圖所示的實(shí)驗(yàn)過程，可驗(yàn)證阿基米德原理，其中“步驟B”不一定（選填“一定”或“不一定”）浸沒液體中，若圖中彈簧測力計(jì)的四個(gè)示數(shù)值F₁、F₂、F₃、F₄滿足關(guān)系式F₁-F₂=F₄-F₃ 時(shí)，則可以驗(yàn)證該原理．若F₁=2.5N，F(xiàn)₂=2N，則彈簧測力計(jì)所吊物體的密度為5×10³kg/m³ ．

Answer 1

分析 （1）由圖可知，該實(shí)驗(yàn)可測出浮力和排開液體的重力，所以該實(shí)驗(yàn)可驗(yàn)證阿基米德原理；
（2）無論物體是部分浸入還是浸沒在液體中，阿基米德原理都是成立的，所以“步驟B”不一定浸沒在液體中；
（3）由圖可知，根據(jù)AB兩圖可測出物體浸在液體中受到的浮力，根據(jù)CD兩圖可測出物體排開液體的重力，再根據(jù)阿基米德原理的內(nèi)容進(jìn)行解答；
（4）若F₁=2.5N，F(xiàn)₂=2N，則根據(jù)F_浮=F₁-F₂可求出物體浸沒在水中受到的浮力；由F_浮=ρ_水gV_排可得物體的體積，根據(jù)G=mg求出物體的質(zhì)量，最后根據(jù)密度公式求出物體的密度．

解答 解：（1）由圖可知，該實(shí)驗(yàn)可測出浮力和排開液體的重力，所以該實(shí)驗(yàn)可驗(yàn)證阿基米德原理；
（2）無論物體是部分浸入還是浸沒在液體中，阿基米德原理都是成立的，所以“步驟B”不一定浸沒在液體中；
（3）由圖可知，圖A測出了物體的重力，圖B測出了物體浸沒在液體中時(shí)測力計(jì)的拉力，圖C測出空桶的重力，圖D測出桶和物體排開液體的重力；
F₁-F₂是物體浸入液體時(shí)受到的浮力，F(xiàn)₄-F₃是物體排開液體的重力，
如果F₁-F₂=F₄-F₃時(shí)，即物體浸在液體中受到的浮力等于物體排開液體的重力，阿基米德原理就成立．
（4）若F₁=2.5N，F(xiàn)₂=2N，則物體浸沒在水中受到的浮力：F_浮=F₁-F₂=2.5N-2N=0.5N；
由F_浮=ρ_水gV_排可得，物體的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.5N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5×10^-5m³．
物體的質(zhì)量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{{F}_{1}}{g}$=$\frac{2.5N}{10N/kg}$=0.25kg；
則彈簧測力計(jì)所吊物體的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.25kg}{5×1{0}^{-5}{m}^{3}}$=5×10³kg/m³ ．
故答案為：阿基米德；不一定；F₁-F₂=F₄-F₃ ；5×10³．

點(diǎn)評(píng) 本題是驗(yàn)證阿基米德原理實(shí)驗(yàn)，充分考查了學(xué)生對(duì)基礎(chǔ)知識(shí)的掌握程度，關(guān)鍵是掌握阿基米德原理的內(nèi)容．