Question

9．盧奇小組探究：“浮力與物體排開水的關系”的實驗裝置及過程如圖所示：

（1）如圖實驗裝置中影響實驗的是B．（只填字母代號）．
（2）在完善實驗裝置后，有如下實驗步驟，你認為不重復操作的合理順序應該是④①②③．
①將鐵塊掛在彈簧測力計上，彈簧測力計的讀數(shù)為F₁
②將鐵塊浸沒在液體中，彈簧測力計的讀數(shù)為F₂
③將裝有排除液體的小桶掛在彈簧測力計下，彈簧測力計讀數(shù)為F₃
④將空桶掛在彈簧測力計下，彈簧測力計讀數(shù)為F₄
（3）通過探究，若等式F₁-F₂=F₃-F₄成立，則得出阿基米德原理．還能測出鐵塊的密度ρ_鐵=$\frac{{F}_{1}}{{F}_{3}-{F}_{4}}•{ρ}_{水}$（這兩空選用F₁、F₂、F₃、F₄、ρ_水表示）．

Answer 1

分析 （1）在使用溢水杯時，溢水杯中的水必須是倒?jié)M的；
（2）要先測出空桶的重力與鐵塊的重力，然后再把鐵塊沒入水中，測出鐵塊受到的浮力，最后再測出桶和溢出水的重力．
（3）根據(jù)阿基米德原理與浮力公式分析答題．

解答 解：（1）用排水法測出物體受到的浮力，在實驗前溢水杯中應裝滿水，由圖示實驗可知，在實驗步驟B中沒有將水裝滿到燒杯口．
（2）不重復操作的合理實驗步驟是：
④將空桶掛在彈簧測力計下，彈簧測力計的讀數(shù)為F₄；
①將鐵塊掛在彈簧測力計上，彈簧測力計的讀數(shù)為F₁
②將鐵塊浸沒在液體中，彈簧測力計的讀數(shù)為F₂
③將裝有排除液體的小桶掛在彈簧測力計下，彈簧測力計讀數(shù)為F₃
故合理順序為：④①②③；
（3）由實驗步驟可知，物體受到的浮力：F_浮=F₁-F₂，物體排開水的重力：G=F₃-F₄，
如果F₁-F₂=F₃-F₄，則可得出阿基米德原理；
鐵塊排開水的重力：G=F₃-F₄=m_水g=ρ_水V_排g，
鐵塊的體積：V=V_排=$\frac{{F}_{3}-{F}_{4}}{{ρ}_{水}g}$，
鐵塊的重力：G_鐵=F₁=m_鐵g，鐵塊的質(zhì)量：m_鐵=$\frac{{F}_{1}}{g}$，
鐵塊的密度：ρ_鐵=$\frac{{m}_{鐵}}{V}$=$\frac{\frac{{F}_{1}}{g}}{\frac{{F}_{3}-{F}_{4}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{{F}_{1}}{{F}_{3}-{F}_{4}}•{ρ}_{水}$．
故答案為：（1）B；
（2）④①②③；
（3）F₁-F₂=F₃-F₄；：ρ_鐵=$\frac{{F}_{1}}{{F}_{3}-{F}_{4}}•{ρ}_{水}$．

點評 本題是一道綜合題，綜合考查了學生的實驗和計算能力，理解阿基米德原理是解答本題的關鍵．關于實驗順序要注意：要先測合金塊的重力，再測合金塊的浮力，最后再測排出水的重力．