Question

11．如圖所示是小明同學驗證阿基米德原理的一個實驗過程圖，已知彈簧測力計每小格1N，請根據小明的實驗過程回答下列問題：
（1）圖中A、C（填寫字母符號）兩個步驟是為了測量浮力的大小，由圖可知物體所受浮力為1N．
（2）小明在實驗操作中遺漏的一個步驟是：測量空桶的重力．
（3）指出小明在實驗操作中的一處錯誤：沒有將溢水杯中的水倒滿；由于這個錯誤操作，導致實驗中測得的浮力F與溢出水的重力G的大小關系：F大于G（選填“大于”、“小于”或“等于”）．
（4）改正實驗中的錯漏之處后，小明順利完成實驗，他對實驗過程進行了如下分析，其中錯誤的是丙（選填“甲”、“乙”或“丙”）．
甲、在步驟C的操作中，如果只將石塊的一部分浸入水中，也能得到正確的結論
乙、在步驟C的操作中，如果石塊碰到容器底且對底部產生壓力時，對實驗結果有影響
丙、實驗前，沒掛重物時彈簧測力計已經有示數，如果沒有調零就進行了四次測量（均未超過量程），對實驗結果有影響
（5）實驗后，小明又利用上面實驗中的器材和木塊，正確地探究了漂浮在水面上的物體所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理．實驗過程中有一個步驟與上圖不同，這個步驟是C（填寫字母符號）．

Answer 1

分析 （1）物體受到的浮力等于重力減去彈簧測力計的拉力；要驗證阿基米德原理就要測出物體的浮力，可根據F_浮=G-F_示得出，然后測出排開液體的重力，兩者進行比較即可驗證；
（2）為了減小誤差，實驗中要先測物體和空桶的重力，然后再將物體浸沒在水中，測出拉力，最后測出排出的水和空桶的總重力；
（3）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，這樣才能保證物體排開的水全部溢出；
（4）根據阿基米德原理，物體受到浮力大小等于排開液體的重力，排開液體的體積越大，受到浮力越大；根據實驗測量原理進行分析；
（5）根據漂浮在液面上的物體受到浮力與重力相等進行分析．

解答 解：
（2）圖A測出了物體的重力，圖B測量的是物體浸在水中彈簧測力計的拉力，物體受到的浮力等于重力減去彈簧測力計的拉力，所以圖中AB兩個步驟是為了測量浮力的大小；已知彈簧測力計每小格1N，所以物體受到的浮力為：F_浮=F_A-F_C=4N-3N=1N；
（2）為了避免實驗錯誤，在小桶接水前，應先測出測量空桶的重力，小明在實驗操作中遺漏了這一個步驟；
（3）觀察圖示可知，溢水杯內的水沒有盛滿，也就是說溢水中溢出的水的重力G一定小于石塊排開水的重力，根據阿基米德原理可知，物體所受浮力等于其排開水的重力，所以，F＞G．
（4）在步驟C的操作中，將石塊的一部分浸入水中，排開水的體積減小，受到的浮力也會減小，同樣可以探究浮力大小與排開液體所受重力的關系，故甲正確；
如果石塊碰到容器底且對底部產生壓力時，彈簧測力計的示數會減小，測量出浮力值會增大，對實驗結果造成影響，故乙正確；
實驗前測力計未調零，四次的測量結果均未超過量程，測量值都會增大，在計算時，F_浮=F₁-F₂，G_排=F₃-F₄，所以如果F₁-F₂=F₃-F₄，同樣可以探究浮力大小與排開液體所受重力的關系，不會對實驗造成影響，故丙錯誤．
（5）木塊在水中漂浮，浮力等于重力，所以不用彈簧測力計拉著木塊，使其漂浮在水面上即可，故實驗過程中與上圖不同的步驟是C．
故答案為：（1）A、C；1；（2）測量空桶的重力；（3）沒有將溢水杯中的水倒滿；大于；（4）丙；（5）C．

點評 本題是探究阿基米德原理的實驗，首先要掌握阿基米德原理的內容，并掌握整個實驗過程及應注意的事項，難度不大，但很重點．