Question

15．小芳同學在探究：浮力的大小等于什么，用彈簧測力計，小鐵塊、燒杯、小桶等進行實驗操作，如圖所示A、B、C、D、E是五個步驟示意圖．
（1）下列哪個步驟會影響實驗結論B

（2）下列四個步驟的正確順序DABC
A．用彈簧測力計稱量鐵塊的重力F₁
B．鐵塊完全浸沒時彈簧測力計的示數F₂
C．用彈簧測力計稱量小桶和水的重力F₃
D．用彈簧測力計稱量空桶的重力F₄
（3）當滿足F₁-F₂=F₃-F₄條件時可以驗證阿基米德原理；
（4）利用上述數據，可以算出鐵塊的密度，表達式為ρ=$\frac{{F}_{1}{ρ}_{水}}{{F}_{1}-{F}_{2}}$（各空均用題中已知字母構成表達式：水的密度以ρ_水表示，重力與質量的比值用g表示）

Answer 1

分析 （1）要正確測量物體排開水的重力，需在溢水杯中倒滿水；
（2）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）根據阿基米德原理，F_浮=G_排，即G-F=G_總-G_桶；
（4）根據F浮=ρ液gV排計算出物體的體積，根據m=$\frac{G}{g}$計算出物體的質量，從而可根據密度公式推導出物體的密度．

解答 解：（1）由圖B知，溢水杯內未倒滿水，這樣會使排開水的重力測量值偏��；
（2）要測出排開水的重力，應先測出空桶的重力，然后測出物體的重力，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所以實驗次序應為DABC；
（3）根據阿基米德原理，F_浮=G_排，F_浮=F₁-F₂，G_排=F₃-F₄，所以如果F₁-F₂=F₃-F₄，則可得出阿基米德原理；
（4）鐵塊的質量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{{F}_{1}}{g}$，
由F_浮=ρ_液gV_排得，鐵塊的體積：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{1}-{F}_{2}}{{ρ}_{水}g}$，
則鐵塊的密度ρ_鐵=$\frac{m}{V}$=$\frac{{F}_{1}}{\frac{g}{\frac{{F}_{1}-{F}_{2}}{{ρ}_{水}g}}}$=$\frac{{F}_{1}{ρ}_{水}}{{F}_{1}-{F}_{2}}$．
故答案為：（1）B；（2）DABC；（3）F₁-F₂=F₃-F₄；（4）$\frac{{F}_{1}{ρ}_{水}}{{F}_{1}-{F}_{2}}$．

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．