Question

14．小強為了探究物體所受浮力的大小跟其排開的液體所受重力的關系，做了如下的實驗（彈簧測力計每小格示數(shù)是0.5N）：

（1）請在圖A中畫出被測物體所受力的示意圖．
（2）你認為更合理的實驗順序是DABC．
（3）通過實驗你得到的結論是：浸在液體中的物體，所受浮力的大小等于物體排開液體的重力．
（4）請你根據(jù)小強在實驗中獲得的數(shù)據(jù)，計算出物體的體積是1×10^-4m³；你認為通過本實驗獲得的數(shù)
據(jù)能（選填“能”或“不能”）計算出此物體的密度．
（5）請你指出實驗中的注意事項，物體要緩慢浸入水中（或彈簧測力計要盡量豎直，或彈簧測力計要調(diào)零）．（說出一條即可）

Answer 1

分析 （1）物體受重力和拉力，二者是一對平衡力，根據(jù)二力平衡條件的特點畫出兩個力；
（2）要先測物體的重力和空桶的重力，然后再把物體沒入水中，測出物體受到的拉力，根據(jù)稱重法求出浮力；最后再測出桶和溢出水的重力得出排開水的重力；
（3）比較浮力與排開水的重得出結論；
（4）根據(jù)物體完全浸沒在水中時的浮力計算出體積；根據(jù)A測出物體的重力，可計算出其質(zhì)量，則可計算出物體的密度；
（5）在實驗中為減小誤差，應在溢水杯中裝滿水，浸入時要緩慢，測力計要豎直等．

解答 解：（1）已知彈簧測力計每小格示數(shù)是0.5N，由圖A知，物體的重力G=2.5N，物體受重力和測力計的拉力作用，二者大小相等，重力方向豎直向下，拉力方向豎直向上，如圖所示：
（2）為了操作方便和減小實驗誤差，合理的實驗順序是：
D、測出空桶所受的重力；
A、測出物體所受的重力；
B、把物體浸沒在裝滿水的溢水杯中，測出物體所受的浮力，收集物體排開的水；
C、測出桶和排開的水所受的重力．
故合理的實驗順序是DABC；
（3）已知測力計每小格示數(shù)是0.5N，由圖A知，物體的重力G=2.5N，
物體浸沒在水中時，彈簧測力計的示數(shù)F_示=1.5N，
物體浸沒時受到的浮力大小：F_浮=G-F_示=2.5N-1.5N=1N，
由圖C、D知，物體排開的水重G_排=1.5N-0.5N=1N，
所以，物體所受的浮力大小等于它排開液體所受的重力；
（4）根據(jù)第3小題可知，物體浸沒在水中時受到的浮力：F_浮=1N，
由公式F_浮=ρ_水gV_排可得，V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{{10}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³，
因浸沒，V_物=V_排=1×10^-4m³，
物體的重力G=2.5N，可以求物體的質(zhì)量，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可知，能計算物體的密度．
（5）為了保證實驗的準確性，在操作中應該注意的事項包括：物體要緩慢浸入水中，彈簧測力計要盡量豎直，彈簧測力計要調(diào)零等．
答案為：（1）如上圖所示；
（2）DABC；
（3）物體排開液體所受到的重力；
（4）1×10^-4；能；
（5）物體要緩慢浸入水中（或彈簧測力計要盡量豎直，或彈簧測力計要調(diào)零，答案合理即可）．

點評 本題“探究浮力的大小跟排開的液體所受重力的關系”，涉及實驗操作順序、受力分析與力的示意圖、密度的知識、阿基米德原理的內(nèi)容、浮力公式的運用、操作的注意事項等，綜合性較強．