Question

7．將一只手的食指浸入水中，你會感受到浮力的作用．你想知道食指所受的浮力大小嗎？請從如圖所提供的實驗器材中選擇合理的實驗器材，設計出兩種測出你的食指受到浮力的實驗方案，并完成填空．（已知水的密度為ρ_水）

方案一：
（1）寫出你需要測量的物理量及其符號：食指浸入水中時排開水的體積V_排；B、E．
（2）食指所受浮力大小的表達式為：F_浮=ρ_水Vg．
方案二：
（1）寫出你需要測量的物理量及其符號：小桶的重力G，小桶和食指浸入水中時排開水的總重力G₀；A、B、C．
（2）食指所受浮力大小的表達式為：F_浮=G-G₀．

Answer 1

分析 方案一：根據阿基米德原理，物體在液體中受到的浮力等于其排開液體的重力，即F_浮=G_排，實驗中最關鍵的是能夠想辦法測出G排，根據給出的器材，最好的方法是測出排出水的體積，根據密度公式m=ρV計算排出水的質量，得出G_排．

解答 解：
方案一：
（1）水槽的橫截面積太大，為減小誤差，應選擇溢水杯；
沒有小桶，溢出水的重力無法用測力計測量，所以可將溢出的水直接接入量筒中，由密度公式得出質量，根據F_浮=G_排=m_排g得出浮力大小；
用到的器材是溢水杯B、量筒E；
（2）實驗中測出溢出水的體積V便可；
根據阿基米德原理，F=G_排=m_排g=ρ_水Vg；
方案二：
（1）需要的實驗器材：彈簧測力計A、溢水杯B、小桶C．
（2）實驗步驟：
①用細線拴住燒杯，然后用彈簧測力計測出空小桶的重力，記為G₀；
②向溢水杯中灌滿水，然后將食指插入溢水杯中，用小桶接住從溢水杯中溢出的水；
③用彈簧測力計測出盛有水的小桶的總重G；
浮力的表達式：F_浮=G-G₀．
故答案為：方案一：（1）B、E；（2）ρ_水Vg；方案二：（1）A、B、C；G-G₀．

點評 本題主要考查了阿基米德原理的應用，關鍵要注意減小測量誤差．另外此題還考查浮力的測量方法，我們要能夠根據實驗室中常見的測量工具測出浮力．