Question

【題目】某班物理實驗小組的同學(xué)，在實驗中驗證阿基米德原理：

(1)方案一：小軍用石塊按照如圖甲所示的實驗步驟依次進行實驗：

由圖甲可知，石塊浸沒在水中時，受到的浮力F浮=_____N，排開水的重力G排=1N，發(fā)現(xiàn)F浮≠G排，造成這種結(jié)果的原因不可能是____________（填序號）。

A.最初溢水杯中的水未裝至溢水口

B.整個實驗過程中，彈簧測力計都沒有校零

C.步驟C中，石塊浸沒后，碰觸到溢水杯的底部

(2)方案二：如圖乙所示，小川同學(xué)將裝滿水的溢水杯放在升降臺C上，用升降臺來調(diào)節(jié)水杯的高度。當(dāng)小川逐漸調(diào)高升降臺時，發(fā)現(xiàn)隨著重物浸入水中的體積越來越大，但彈簧測力計A示數(shù)的變化量________B示數(shù)的變化量（選填“大于”、“小于”或“等于”），從而證明了F浮=G排。在這個過程中溢水杯對升降臺C的壓力_______（選填“變大”、“變小”或“不變”）；

(3)甜甜同學(xué)認為：用天平、燒杯、水、細線也能測量出石塊（石塊的重為F1）的密度，主要實驗步驟如下：

①如圖丙所示，將燒杯中裝入適量的水，置于天平上，天平平衡時的讀數(shù)為m1；

②如圖丁所示，接著用細線將石塊拴住，使之完全浸沒在上述燒杯的水中，天平平衡時的讀數(shù)為m2（此時手向上拉住細線另一端，石塊不接觸杯壁和杯底，水不溢出）；

石塊的密度表達式為ρ石=________。

Answer 1

【答案】1.1 B 等于 不變

【解析】

(1)[1]根據(jù)

可知，石塊浸沒在水中受到的浮力為

[2]所以。

A．若最初溢水杯中的水未裝至溢水口，則石塊排開水的只有一部分溢出到桶中，排開水的重力G排減小，故A有可能。

B．若彈簧測力計都沒有校零，那么四次測量結(jié)果都應(yīng)加上測量前彈簧測力計示數(shù)，那么所得浮力與排開水的重力大小應(yīng)不變，故B不可能。

C．步驟C中，石塊浸沒后，碰觸到溢水杯底部，容器對石塊有支持力，測的F3偏小，則利用

F浮=F1-F3

偏大，故C有可能。

故選B。

(2)[3]根據(jù)阿基米德原理可知，物體所受浮力的大小和排開液體的重力相等，所以彈簧測力計A示數(shù)的變化量和彈簧測力計B的示數(shù)變化量相等。

[4] 將燒杯、水和物體看做一個整體， 容器對升降臺C的壓力等于空杯和杯內(nèi)水的總重與物體的重力之和再減去物體受到的拉力(大小等于測力計的示數(shù))，即

而

所以

根據(jù)阿基米德原理

所以

由于杯內(nèi)的水和排出的水的總重等于原來杯子里的水，是個定值，所以在這個過程中容器對升降臺C的壓力不變。

(3)[5]①如圖丙所示，將燒杯中裝入適量的水，置于天平上，天平平衡時的讀數(shù)為m1，

②如圖丁所示，接著用細線將石塊拴住，使之完全浸沒，在上述燒杯的水中，天平平衡時的讀數(shù)為m2 (此時手向上拉住細線另一端，石塊不觸杯壁和杯底，水不外溢)，排開水的質(zhì)量為

若水的密度為ρ水，石塊的體積

石塊的密度