Question

8．某同學(xué)在“探究浮力大小與什么因素有關(guān)”時(shí)，做了如下圖所示的實(shí)驗(yàn)．根據(jù)要求完成下列探究過(guò)程：

（1）石塊的重力G=3N．
（2）石塊浸沒(méi)在水中后測(cè)力計(jì)的示數(shù)G′=1.6N，由此可得石塊所受浮力F_浮=1.4N．
（3）石塊排開(kāi)水所受到的重力G_排=1.4N．
（4）比較F_浮和G_排的大小，可以發(fā)現(xiàn)：F_浮=G_排．
（5）該物體的密度是2.1×10³kg/m³（ρ_水=1×10³kg/m³，g=10N/kg）．

Answer 1

分析 （1）讀取彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)時(shí)，首先要認(rèn)清分度值和指針?biāo)�指示的刻度�?br />（2）物體在液體中受到的浮力等于在空氣中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)減去物體浸沒(méi)在液體中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；
（3）空桶和石塊排開(kāi)的水總重力減去空桶的重力即為石塊排開(kāi)水所受到的重力；
（4）比較浮力和排開(kāi)的水的重力可得出答案；
（5）已知石塊浸沒(méi)在水中受到的浮力和水的密度，利用阿基米德原理變形公式得到石塊排開(kāi)水的體積，也就是石塊的體積；已知石塊的重力，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）彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，指針指在3N刻度上，所以在空氣中石塊的重力為G=3N；
（2）石塊浸入水中后，彈簧測(cè)力計(jì)的指針指在1N下面第3個(gè)小格上，示數(shù)為G′=1N+0.2N×3=1.6N，石塊在水中所受浮力F_浮=G-G′=3N-1.6N=1.4N；
（3）空桶的重力為0.4N，空桶和石塊排開(kāi)的水總重力為1.8N，所以石塊排開(kāi)水所受的重力G_排=1.8N-0.4N=1.4N；
（4）比較浮力和排開(kāi)的水的重力發(fā)現(xiàn)，二者大小相等，浮力的大小等于排開(kāi)的水所受的重力，即F_浮=G_排．
（5）由F_浮=ρ_水gV_排，可得，
石塊的體積為V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.4N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.4×10^-4_m3，
石塊的質(zhì)量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3N}{10N/kg}$=0.3kg，
石塊的密度為ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.3kg}{1.4×1{0}^{-4}{m}^{3}}$≈2.1×10³kg/m³．
故答案為：（1）3；（2）1.6；1.4；（3）1.4；（4）=；（5）2.1×10³．

點(diǎn)評(píng) 浸在液體中的物體受到浮力的作用，浮力的大小等于物體排開(kāi)的液體所受的重力，由本實(shí)驗(yàn)可以驗(yàn)證著名的阿基米德原理，同時(shí)此題還為我們提供了一種測(cè)量密度大于水的固體的密度的方法．