Question

14．在探究“浮力的大小等于什么”的實驗中，明輝同學的實驗操作步驟如圖所示，實驗過程如下：
（1）探究中，不重復操作，合理的順序是：丙、乙、甲、丁、戍．
（2）物塊浸沒在水中時所受到的浮力F_浮=0.4N．
（3）步驟的操作有錯誤：乙，水面與溢水口不相平，導致本實驗測量的F_浮＞G_排．（選填：“＞”、“=”或“＜”）
（4）若溢水杯裝滿水，則戍圖與丙圖測力計的讀數差應該是0.4N；石塊的體積應該是4×10^-5m³．

Answer 1

分析 （1）利用彈簧測力計可以得到固體在水中受到的浮力；利用溢水杯、小桶和彈簧測力計可以得到固體排開的水重．兩者比較，可以得到浮力等于什么．
（2）彈簧測力計的分度值每小格為0.2N，根據伸長的格數可以計算出彈簧測力計的示數，根據F_浮=G-F得出浮力的大小，．
（3）要正確測出物體排開水的重力，則應在溢水杯中裝滿水，然后將物體浸沒在水中，并收集排出的水．
（4）浸在液體中的物體所受浮力的大小等于被物體排開的液體所受的重力．根據F_浮=ρ_水gV_排求出排開水的體積，即為物體的體積．

解答 解：（1）驗證阿基米德原理的實驗過程是：
丙 用彈簧測力計測出空桶所受的重力；
乙 溢水杯中裝適量的水；
甲 測出實心物塊所受的重；
丁 把物塊浸沒在溢水杯中，測出浮力同時收集撐開的水；
戌 測出桶和撐開的水所受的總重力；
（2）彈簧測力計的分度值每小格為0.2N，物體受的浮力F_浮=G-F_拉=2N-1.6N=0.4N；
（3）在步驟乙中，將水倒入溢水杯中，但沒有倒滿水，這樣溢出的水小于實心物塊排開的水，導致本實驗測量的F_浮＞G_排；
（4）若溢水杯裝滿水，則戍圖與丙圖測力計的讀數差就是排開的水重，應該等于浸沒在水中的實心物塊收到的浮力，即G_排=F_浮 =0.4N．
由F_浮=ρ_水gV_排得物體的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.4N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=4×10^-5m³，
故答案為：（1）丙、乙、甲、丁、戍；（2）0.4；（3）乙，水面與溢水口不相平；＞；（4）0.4、4×10^-5．

點評 本題來源于課本，重點是阿基米德原理的探究過程，應熟練掌握，記住并理解阿基米德原理，注意一些細節問題．