Question

9．小明繼續探究物體的浮沉條件，實驗室提供了如下器材：彈簧測力計、量筒、燒杯、銅塊、蠟塊、細線、水及其他簡單輔助器材．
第一小組：探究銅塊的下沉條件．實驗中，他們用兩種方法測量了銅塊受到的浮力：
方法1：稱重法．測量過程及示數如圖甲所示，則銅塊所受的浮力為0.2N．
方法2：阿基米德原理法．測量過程與示數如圖乙所示，則銅塊排開水的體積為20mL，根據F_浮=ρ_液gV_排可計算出浮力．通過實驗可得出銅塊浸沒在水中下沉的條件是重力大于浮力；
第二小組：探究蠟塊上浮的條件．要測量蠟塊浸沒時的浮力，你準備選用第一組上述兩方法中方法2，另一方法不可行的原因：不能測出蠟塊浸沒時的浮力．
于是，第二小組旳同學對測量浮力實驗進行了設計改進，請將實驗步驟填寫完整，并寫出表達式：
實驗步驟：①在量筒中裝入適量的水，記下體積V₁；
②；將蠟塊放入水中，用細鐵絲將蠟塊按入水中，記下量筒的示數V₂；
③求得木塊浸沒在水中時受到的浮力，F_浮=ρ_液gV（V₂-V₁）．

Answer 1

分析 （1）首先看清測力計、量筒的分度值，然后再讀數；
（2）根據F_浮=G-F_拉可求得浮力；利用F_浮=ρ_液gV_排公式求出浮力在于銅塊的重力比較；
（3）蠟塊的密度小于水不能采用方法1，只能用方法2；
（4）要測蠟塊浸沒的浮力，就需要用鐵絲把蠟塊全部按入水中，并記下體積；
（5）利用F_浮=ρ_液gV_排公式求出蠟塊的浮力．

解答 解：（1）讀出彈簧測力計的示數，由F_浮=G-F_拉=2.2N-2N=0.2N；
（2）由圖可知銅塊體積40ml-20ml=20ml，由阿基米德原理可知F_浮=ρ_液gV_排，根據浮沉條件可知重力大于浮力；
（3）蠟塊不能完全浸沒在水中，有蠟塊的密度小于水決定的，要求蠟塊完全浸沒水中的浮力只能采用方法2，采用稱重法蠟塊不能完全浸沒水中，也就測不出完全浸沒時的浮力；
（4）將蠟塊放入水中，用細鐵絲將蠟塊按入水中，記下量筒的示數V₂，則V_排=V₂-V₁；
（5）由F_浮=ρ_液gV_排=ρ_液gV（V₂-V₁）可求的浮力．
故答案為：（1）0.2；
（2）20；ρ_液gV_排；重力大于浮力；
（3）2、不能測出蠟塊浸沒時的浮力；
（4）將蠟塊放入水中、用細鐵絲將蠟塊按入水中、記下量筒的示數V₂；
（5）ρ_液gV（V₂-V₁）．

點評 此題考查的是學生對稱重法，阿基米德原理實驗的理解和掌握，同時考查學生設計實驗的能力以及對實驗儀器的使用．