Question

9．同學(xué)們利用石塊、木塊、細(xì)線和水等器材進(jìn)行“感受浮力”的實(shí)驗(yàn)．
（1）曉麗同學(xué)將石塊從水中托出時(shí)（如圖a所示），感覺(jué)到石塊變重了（選填“輕”或“重”）；
小帥同學(xué)用細(xì)線把木塊拉入水中，并對(duì)細(xì)線的方向進(jìn)行了觀察（如圖b所示）．由此可知：浸在水中的物體受到豎直向上的浮力．
（2）曉麗同學(xué)接著用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量石塊所受浮力的大小．請(qǐng)將下面的測(cè)量過(guò)程補(bǔ)充完整．
①在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上豎直懸掛石塊，當(dāng)測(cè)力計(jì)和石塊靜止時(shí)，讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁；
②把石塊浸入水中，當(dāng)測(cè)力計(jì)和石塊靜止時(shí)，再讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₂；
③石塊受到的浮力F_浮=F₁-F₂．
（3）小帥同學(xué)剪斷細(xì)線后觀察到木塊上浮，最后漂浮在水面上，他猜想木塊的密度可能小于水的密度．于是用量筒、水、細(xì)針測(cè)出了木塊的密度，驗(yàn)證了猜想．請(qǐng)你用畫(huà)簡(jiǎn)圖的方法描述他測(cè)量木塊密度的實(shí)驗(yàn)過(guò)程．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)石塊的受力情況分析答題；分析圖示情景，然后判斷浮力的方向．
（2）根據(jù)稱重法測(cè)浮力的實(shí)驗(yàn)原理分析答題．
（3）要測(cè)量木塊的密度，需要測(cè)出木塊的質(zhì)量與體積，然后應(yīng)用密度公式求出木塊的密度．

解答 解：（1）石塊在水中受到重力、手的支持力、浮力作用，將石塊從水中托出后，石塊受到重力與浮力，
手受到的壓力變大，感覺(jué)到石塊變重了；
由圖b所示可知，木塊受到豎直向下的重力與豎直向下的拉力作用，
木塊靜止，處于平衡狀態(tài)，所受合力為零，浮力的方向與重力方向相反，
即浸在水中的物體受到豎直向上的浮力．
（2）①在彈簧測(cè)力計(jì)的掛鉤上豎直懸掛石塊，當(dāng)測(cè)力計(jì)和石塊靜止時(shí)，讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₁；
②把石塊浸入水中，當(dāng)測(cè)力計(jì)和石塊靜止時(shí)，再讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)F₂；
③石塊受到的浮力等于石塊重力與測(cè)力計(jì)拉力之差，即：F_浮=F₁-F₂．
（3）向量筒中倒入適量的水，測(cè)出水的體積：V₁；
然后把木放入量筒中的水中，讀出量筒的示數(shù)V₂；
則木塊排開(kāi)水的體積：V_排=V₂-V₁，木塊的重力：
G_木塊=G_排水=ρ_水（V₂-V₁）=mg，木塊的質(zhì)量：m=$\frac{{ρ}_{水}（{V}_{2}-{V}_{1}）}{g}$；
用細(xì)針把木塊完全壓入水中，讀出量筒的示數(shù)V₃，木塊的體積：V=V₃-V₁，
木塊的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{{ρ}_{水}（{V}_{2}-{V}_{1}）}{{V}_{3}-{V}_{1}}$，實(shí)驗(yàn)步驟如圖所示：

故答案為：（1）重；豎直向上；（2）豎直；F₁-F₂；（3）如上所述．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了浮力的方向、測(cè)浮力大小的方法、設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)測(cè)密度，知道測(cè)密度的原理、根據(jù)實(shí)驗(yàn)器材即可正確解題．