Question

3．在“探究浮力的大小”的實(shí)驗(yàn)中，小雨用彈簧測(cè)力計(jì)、密度大于水的合金塊、燒杯、小桶等器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)操作步驟如圖所示，實(shí)驗(yàn)過程如下：
A．用細(xì)線將合金塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，測(cè)
出合金塊的重力；
B．將水倒入溢水杯中；
C．將掛在彈簧測(cè)力計(jì)下的合金塊浸沒水中，讓溢出的水全部流入小桶中，同時(shí)讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；
D．將盛有溢出水的小桶掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，
讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；
E．記錄、分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論；
F．整理實(shí)驗(yàn)器材．
請(qǐng)根據(jù)小雨的實(shí)驗(yàn)過程簡(jiǎn)答下面問題：
（1）請(qǐng)將實(shí)驗(yàn)步驟的空格內(nèi)容填上．
（2）小雨的實(shí)驗(yàn)操作漏掉了一個(gè)步驟，該步驟是：用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)空小桶的重力
（3）小雨的實(shí)驗(yàn)操作中存在一處錯(cuò)誤，是步驟B，應(yīng)改為把溢水杯里裝滿水．
（4）根據(jù)圖中步驟A、C可知合金塊浸沒水中時(shí)受到的浮力為0.5N．
（5）接著小雨又利用所得浮力知識(shí)設(shè)計(jì)了一種測(cè)橡皮泥密度的好方法，實(shí)驗(yàn)步驟如下：
?①將適量的水倒入量筒中，讀出水面示數(shù)V₁；
?②將橡皮泥捏成球狀后浸沒在量筒中，讀出水面示數(shù)V₂；
?③將橡皮泥撈起捏成船狀后再次放入量筒中漂浮，讀出水面示數(shù)V₃；（撈出橡皮泥時(shí)帶出的水忽略不計(jì)）
 ④橡皮泥密度的表達(dá)式ρ=$\frac{{V}_{3}-{V}_{1}}{{V}_{2}-{V}_{1}}{ρ}_{水}$．（水的密度已知，用ρ_水表示）

Answer 1

分析 （1）在“探究浮力的大小”實(shí)驗(yàn)中：
①用稱量法測(cè)出浮力大小，即：首先測(cè)出物體在空氣中的重力，然后將其浸入水中，測(cè)出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F_示，那么物體所受的浮力為：F_浮=G-F_示；
②用溢水法收集物體排開的水，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水的重力；
③求出合金的質(zhì)量與體積，然后由密度公式可以求出合金的密度．
（2）橡皮泥完全浸沒排開水的體積等于橡皮泥的體積，根據(jù)橡皮泥漂浮時(shí)排開水的體積計(jì)算出橡皮泥的重力，得出質(zhì)量，從而可根據(jù)密度公式得出橡皮泥的密度．

解答 解：（1）在“探究浮力的大小”實(shí)驗(yàn)中：根據(jù)稱量法可知：需要測(cè)出物體在空氣中的重力，然后將其浸入水中，測(cè)出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F_示，故實(shí)驗(yàn)操作步驟：
A．用細(xì)線將合金塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，測(cè)出合金塊的重力；
C．將掛在彈簧測(cè)力計(jì)下的合金塊浸沒水中，讓溢出的水全部流入小桶中，同時(shí)讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；
（2）在“探究浮力的大小”實(shí)驗(yàn)中，需要測(cè)量的量有四個(gè)：物體重力、物體浸沒水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)、空桶的重力、小桶加溢出水的總重力；因此漏掉的一個(gè)步驟是用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)空小桶的重力；
（3）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水的體積；故實(shí)驗(yàn)操作中存在的錯(cuò)誤是步驟B，應(yīng)該把溢水杯里裝滿水．
（4）由A可知，合金塊的重力G=2N，由C可知合金塊浸沒水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F_示=1.5N，合金塊浸沒在水中時(shí)受到的浮力為F_浮=G-F_示=2N-1.5N=0.5N；
（5）橡皮泥的體積V=V₂-V₁；漂浮時(shí)V_排=V₃-V₁，
則由于橡皮泥漂浮，所以重力G=F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水g（V₃-V₁）；
則ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{gV}$=$\frac{{ρ}_{水}g（{V}_{3}-{V}_{1}）}{{V}_{2}-{V}_{1}}$=$\frac{{V}_{3}-{V}_{1}}{{V}_{2}-{V}_{1}}$ρ_水．
故答案為：（1）A、重力；C、讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；
（2）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)空小桶的重力；
（3）B；把溢水杯里裝滿水；
（4）A、C；
（5）$\frac{{V}_{3}-{V}_{1}}{{V}_{2}-{V}_{1}}$ρ_水．

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；用兩次稱重測(cè)出物體在液體中排開液體的重力，進(jìn)行比較得出：物體在液體中受到的浮力，大小等于它排開的液體的重力．