Question

在探究“浮力的大小等于什么”的實驗中，李強同學的實驗過程如圖甲所示．他先測出鐵塊所受到的重力G_鐵．然后將水倒入溢水杯中，把鐵塊浸沒在溢水杯中，讀出測力計示數F．接著他測出小桶和被排開水的總重G_總．最后分析數據，歸納總結實驗結論；圖乙是李強同學探究了浮力的大小之后，運用浮力知識測量物質密度的實驗情境．
（1）李強同學的實驗過程中存在的兩處錯誤或遺漏的操作步驟分別是：a

 

、b

 

．
（2）根據圖乙所示的實驗數據可知：該物體的質量為

 

g、體積為

 

cm³、密度是

 

kg/m³．（g=10N/kg）

Answer 1

分析：（1）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（需先測出其重力）接住溢出的水，然后再測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；
（2）物體在空氣中掛在彈簧測力計下端，測力計的示數等于物體的重力，由G=mg的變形公式可以求出物體的質量；根據圖示實驗求出物體完全浸沒在水中受到的浮力，然后由浮力公式求出物體的體積；最后由密度公式求出物體的密度．

解答：解：（1）①物體放入水中前，溢水杯應該是滿水的，否則小桶內所盛的水將小于物體排開水的體積；
②根據排開水的重力G_排等于桶與水的總重力G減去空桶的重力G′，應先測出空桶的重力G′，所以實驗中沒有測出空桶的重力G′．
（2）由圖乙所示可知，物體重力G=4N，
∵G=mg，
∴物體質量m=

G

g

=

4N

10N/kg

=0.4kg=400g；
物體完全浸沒在水中受到的浮力F_浮=4N-3N=1N，
∵F_浮=ρ_水gV_排，
∴物體體積V=V_排=

F浮

ρ水g

=

1N

1×103kg/m3×10N/kg

=1×10^-4m³=100cm³，
物體的密度ρ=

m

V

=

0.4kg

1×10-4m3

=4×10³kg/m³．
故答案為：（1）沒有將溢水杯加滿水；沒有測出空桶的重力；（2）400；100；4×10³．

點評：（1）在“探究浮力的大小”實驗中，用“稱量法”測出物體受到的浮力，即F_浮=G-F_拉；用兩次稱重測出物體在液體中排開液體的重力，進行比較得出：物體在液體中受到的浮力，大小等于它排開的液體的重力．
（2）要掌握排水法測固體密度的方法．