Question

3．小明在學完浮力知識后，用如下器材做了驗證“阿基米德原理”的實驗．
（1）仔細觀察實驗操作時各步驟的示意圖，其中會影響實驗結果的一步是乙（選填“甲”、“乙”、“丙”、“丁”或“戊”）；
（2）在實驗操作時，應該采用的正確順序是戊、甲、丙、�。ɑ蚣�、戊、丙、�。�；
（3）按照正確要求進行實驗時，“甲、丙、丁、戊”四個示意圖中的彈簧測力計示數(shù)分別為F_l、F₂、F₃、F₄，如果關系式F₁-F₂=F₃-F₄成立，則可得出阿基米德原理；
（4）還能求出鐵塊的密度p_鐵=$\frac{{F}_{1}{ρ}_{水}}{{F}_{1}-{F}_{2}}$或$\frac{{F}_{1}{ρ}_{水}}{{F}_{3}-{F}_{4}}$（已知F₁、F₂、F₃、F₄和p_水）．

Answer 1

分析 （1）實驗中要注意在溢水杯中倒?jié)M水；
（2）要先測物體的重力和空桶的重力；
（3）阿基米德原理是反映物體所受浮力與排開水的重力關系，由此分析即可；
（4）根據(jù)G-F或G_排得出浮力的大小，計算出V排，可得鐵塊的體積，求出鐵塊的質量，根據(jù)密度公式求得鐵塊的密度．

解答 解：（1）由圖知，乙圖溢水杯中沒有裝滿水，物體浸在水中時，溢出水的體積不等于物體排開水的體積，會影響G_排的測量；
（2）操作時，為了正確測出排出水的重力，應先測空桶的重力；
要測量浮力，需先測出物體的重力，后將其浸入水中，測出拉力，所以所以順序應為戊、甲、丙、丁（或甲、戊、丙、丁）；
（3）阿基米德原理反映了物體所受浮力與排開液體重力的關系，F(xiàn)_浮=F₁-F₂；G_排=F₃-F₄，所以如果F₁-F₂=F₃-F₄成立，則可得出阿基米德原理；
（4）由題意知，F(xiàn)_浮=F₁-F₂或F_浮=F₃-F₄，由F_浮=ρ_液gV_排得，
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{1}-{F}_{2}}{{ρ}_{水}g}$或V=V_排=$\frac{{F}_{3}-{F}_{4}}{{ρ}_{水}g}$；
物體的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{F}_{1}}{gV}$=$\frac{{F}_{1}}{g\frac{{F}_{1}-{F}_{2}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{{F}_{1}{ρ}_{水}}{{F}_{1}-{F}_{2}}$或ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{F}_{1}}{gV}$=$\frac{{F}_{1}}{g\frac{{F}_{3}-{F}_{4}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{{F}_{1}{ρ}_{水}}{{F}_{3}-{F}_{4}}$．
故答案為：（1）乙；（2）戊、甲、丙、�。ɑ蚣�、戊、丙、�。�；（2）F₁-F₂=F₃-F₄；（3）$\frac{{F}_{1}{ρ}_{水}}{{F}_{1}-{F}_{2}}$或$\frac{{F}_{1}{ρ}_{水}}{{F}_{3}-{F}_{4}}$．

點評 本題是驗證阿基米德原理的實驗，關鍵掌握阿基米德原理內容，掌握其測量的順序．