Question

1．小明在驗(yàn)證阿基米德原理的實(shí)驗(yàn)操作如圖所示，其實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下．
A．如圖（a）所示，用細(xì)線將橡皮掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，測(cè)出橡皮的重力為G₁；
B．如圖（b）所示，用細(xì)線將空桶掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，測(cè)出空桶的重力為G₂；
C．如圖（c）所示，將水倒入溢水杯中；
D．如圖（d）所示，將掛在彈簧測(cè)力計(jì)下的橡皮浸沒(méi)在水中，讓溢出的水全部流入小桶中，同時(shí)讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F；
E．如圖（e）所示，將盛有溢出水的小桶掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，測(cè)出小桶和溢出水的總重力為G₃；
F．記錄、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；
（1）分析評(píng)估上述實(shí)驗(yàn)，指出小明在實(shí)驗(yàn)操作中有一處不嚴(yán)謹(jǐn)?shù)牡胤剑篊步驟中將水倒入溢水杯中；加水使水剛好與溢水杯口相平．
（2）若實(shí)驗(yàn)過(guò)程中測(cè)得的G₁、G₂、F、G₃ 四個(gè)力之間的滿足G₁-F=G₃-G₂的關(guān)系時(shí)，則可得出結(jié)論F_浮=G_排液．
（3）小華仔細(xì)觀察小明的實(shí)驗(yàn)過(guò)程發(fā)現(xiàn)，在（d） 步驟中，隨著橡皮逐漸浸入水的過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)逐漸減小，說(shuō)明此過(guò)程中橡皮所受到的浮力變大（選填“變大”、“不變”、“變小”），她想到浮力的大小可能與物體排開(kāi)液體的體積有關(guān)，為了驗(yàn)證她的猜想，可選用下圖中的①②③（填序號(hào)）裝置來(lái)進(jìn)行操作．

Answer 1

分析 （1）用溢水法收集物體排開(kāi)的水，將溢水杯裝滿水，然后將物體浸入水中，用其他容器（需先測(cè)出其重力）接住溢出的水，然后再測(cè)出裝有溢出的水的容器的總重力，兩者之差就是物體排開(kāi)水的重力；
（2）根據(jù)所測(cè)數(shù)據(jù)計(jì)算F_浮與G_排并進(jìn)行比較．
（3）在（d） 步驟中，由于隨著橡皮逐漸浸入水的過(guò)程中，物體排開(kāi)水體積的變大，根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排得即可判斷浮力的變化；
探究浮力的大小與物體排開(kāi)液體體積的關(guān)系時(shí)，必須控制液體密度不變．

解答 解：（1）物體放入水中前，溢水杯應(yīng)該是滿水的，否則小桶內(nèi)所盛的水將小于物體排開(kāi)水的體積．所以應(yīng)該在溢水杯中倒?jié)M水；
（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算浮力與排開(kāi)水的重力，
浮力等于橡皮重力G₁減去橡皮浸沒(méi)在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，即：F_浮=G₁-F；
排開(kāi)水的重力G_排等于桶與水的總重力G₃減去空桶的重力G₂，即：G_排=G₃-G₂；
比較F_浮與G_排的大小關(guān)系可得：G₁-F=G₃-G₂．
（3）在（d） 步驟中，由于隨著橡皮逐漸浸入水的過(guò)程中，橡皮排開(kāi)水體積的變大，根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排可判知浮力變大；
研究浮力的大小與物體排開(kāi)液體體積的關(guān)系，必須控制液體密度不變，故實(shí)驗(yàn)操作①②③符合要求．
故答案為：
（1）C步驟中將水倒入溢水杯中；加水使水剛好與溢水杯口相平；
（2）G₁-F=G₃-G₂；
（3）變大；①②③．

點(diǎn)評(píng) 在“探究浮力的大小”實(shí)驗(yàn)中，用“稱量法”測(cè)出物體受到的浮力，即F_浮=G-F_拉．本題注意控制變量法的應(yīng)用；知道物體所受浮力受兩個(gè)因素影響，一是排開(kāi)液體體積，二是液體的密度．