Question

14．小凡同學(xué)學(xué)習(xí)了阿基米德原理后，猜想：物體受到的浮力大小與物體的密度有關(guān)，于是小凡進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)進(jìn)行了新的探究：她選取了兩塊體積和形狀都相同的實(shí)心銅塊和鐵塊，（銅分密度大于鐵的密度），進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)．
①小凡在探究過(guò)程中選取的步驟是AD和BE進(jìn)行了對(duì)比，可得到銅塊和鐵塊受到的浮力相等；
②小凡在實(shí)驗(yàn)中測(cè)得：銅塊受到的浮力等于 （選填“大于”“小于”或“等于’）鐵塊受到的浮力，由此得出物體受到的浮力大小與物體的密度無(wú)關(guān)（填“有”或“無(wú)”）．
③聰明的小凡還計(jì)算出了銅塊的體積為0.5×10^-4m³，密度為8.8g/cm³．

Answer 1

分析 （1）要驗(yàn)證物體受到的浮力與密度是否有關(guān)，需要使密度不同的物體浸入同一種液體，并且排開(kāi)液體的體積相同，根據(jù)稱(chēng)重法得到密度不同的物體受到的浮力進(jìn)行比較；
（2）同一物體排開(kāi)液體體積不同，受到的浮力不同，對(duì)應(yīng)關(guān)系從拉力大小確定；
（3）已知銅塊受到的浮力和水的密度，利用阿基米德原理變形公式得到銅塊排開(kāi)水的體積，也就是銅塊的體積；已知銅塊的重力，可以得到質(zhì)量，已知質(zhì)量和體積，利用公式ρ=$\frac{m}{V}$得到密度．

解答 解：
①要驗(yàn)證物體受到的浮力與物體密度的關(guān)系，需要分別測(cè)出體積相同的鐵塊和銅塊的重力，然后金屬塊浸沒(méi)在水中，分別讀出彈簧測(cè)力計(jì)的拉力，最后利用稱(chēng)重法計(jì)算金屬塊受到的浮力，所以實(shí)驗(yàn)過(guò)程為ABDE；
②鐵塊受到的浮力為F_鐵=4N-3.5N=0.5N，銅塊受到的浮力為F_銅=4.4N-3.9N=0.5N，所以銅塊受到的浮力等于鐵塊受到的浮力，說(shuō)明物體所受的浮力大小與物體的密度無(wú)關(guān)；
③由實(shí)驗(yàn)步驟E得銅塊此時(shí)受到的浮力為0.5N，
所以銅塊的體積為V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.5N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.5×10^-4_m3，
銅塊的密度為ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{Vg}$=$\frac{4.4N}{0.5×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=8.8×10³kg/m³．=8.8g/cm³；
故答案為：①AD；BE；②等于；無(wú)；③0.5×10^-4；8.8．

點(diǎn)評(píng) 此題是阿基米德原理的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，同時(shí)還探究了浮力與物體密度的關(guān)系以及利用阿基米德原理測(cè)量不規(guī)則固體密度，綜合性較強(qiáng)，注意實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性和正確應(yīng)用控制變量法．