Question

6．如圖所示，為了驗證“阿基米德原理”，某同學做了如下實驗：
（1）如圖甲，在彈簧的下端掛一個小桶，小桶的下面吊一個石塊，記下彈簧伸長后下端到達的位置O，將此時彈簧對小桶的拉力計為T₁，小桶與石塊的總重記為G，則T₁=G（選填“＞”“＜”“=”）；
（2）如圖乙，在溢水杯中盛滿水，當石塊浸沒在水中時，排出的水便流到旁邊的小水杯中，將排出的水的重力記為G_排；
（3）如圖丙所示，把小杯中的水全部倒入彈簧下方的小桶中，彈簧的下端又會到達原來的位置O，將此時彈簧對小桶的拉力記為T₂，則T₂=T₁（選填“＞”“＜”“=”）；
（4）通過對圖丙中小桶和石塊的受力分析，請推導石塊受到的浮力F_浮與排出水的重力G_排之間的關系T₁=G，T₂=G+G_排-F_浮，且T₁=T₂，所以F_浮=G_排．（要求寫出推導過程）

Answer 1

分析 （1）彈簧對小桶的拉力與小桶和石塊的總重是一對平衡力；
（2）在彈性限度內，彈簧的伸長與受到的拉力成正比，在兩個拉力的作用下，彈簧伸長到相同的位置，起到相同的效果；
（3）根據(jù)甲和丙兩次實驗中彈簧伸長到相同位置列出等式，找出浮力和排出水的重力之間的關系．

解答 解：（1）彈簧對小桶的拉力計為T₁，和小桶和石塊的總重是一對平衡力，大小相等，即T₁=G；
（3）在兩個拉力的作用下，彈簧伸長到相同的位置，起到相同的效果，所以這兩個拉力的關系是：T₂=T₁；
（4）甲圖中，T₁=G；
丙圖中，T₂=G+G_排-F_浮；
因為T₁=T₂，
所以G=G+G_排-F_浮，所以F_浮=G_排．
故答案為：（1）=；（3）=；（4）T₁=G，T₂=G+G_排-F_浮，且T₁=T₂，所以F_浮=G_排．

點評 此題主要考查的是學生對驗證“阿基米德原理”實驗的理解和掌握，關鍵是等效替代法在實驗中的應用．