Question

（2009?閔行區一模）在學習“阿基米德原理”時，某同學的實驗過程如圖（a）、（b）所示
（1）圖（a）中，將一金屬塊懸掛于彈簧測力計下，金屬塊靜止時彈簧測力計讀數F₁為

9.8

牛，則金屬塊的質量為

1

千克，此時金屬塊所受的合力F_合=

0

牛．
（2）在大量筒中盛入適量的水，將金屬塊完全浸沒在水中，液面變化與彈簧測力計的讀數F₂如圖（b）所示．實驗中的彈簧測力計兩次示數差（F₁-F₂）等于物體所受的

浮力

，量筒內液面變化的示數差（V₂-V₁）表示

金屬塊排開水的體積

．
（3）金屬塊排開的水所受的重力為

4.9

牛，與彈簧測力計示數減小量之間的數量關系是

相等

的（選填“相等”或“不相等”）．

Answer 1

分析：（1）首先看清測力計的分度值，然后在都市，根據G=mg可求得金屬塊的質量；金屬塊所受的浮力等于金屬塊在空氣中的重力與金屬塊在水中時彈簧測力計的示數之差；
（2）根據阿基米德原理：浸在液體里的物體受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被該物體排開的液體的重力，所謂驗證實驗，正是通過實驗來驗證本原理成立，需要知道實驗中需要測定的元素的表示方法即可．
（3）計算金屬塊排開的水所受的重力與彈簧測力計示數減小量之間的數量關系即可得出結論．

解答：解：（1）由圖可知，金屬塊靜止時彈簧測力計讀數F₁為9.8牛；
則金屬塊的重力G=9.8N，所以金屬塊的質量m=

G

g

=

9.8N

9.8N/kg

=1kg，
∵金屬塊處于靜止狀態，
∴受合力為0．
（2）如分析中所示阿基米德原理實驗目的是研究浸沒在液體中的物體受到的浮力與物體排開液體的重力的關系，可判斷（F₁-F₂）可表示物體所受浮力的大小，（V₂-V₁）可表示物體排開液體的體積大小，則G_排=ρ_水（V₂-V₁）g．
（3）金屬塊排開水的體積V_排=2500ml-2000ml=500ml=500cm³=5×10^-4m³，
金屬塊排開的水所受的重力G_排=m_排g=ρ_水V_排g=1.0×10³kg/m³×5×10^-4m³×9.8N/kg=4.9N，
金屬塊靜止時彈簧測力計讀數F₁為9.8牛，
由圖（b）可知，當將金屬塊完全浸沒在水中彈簧測力計的讀數F₂為4.9N，則彈簧測力計示數減小量為9.8N-4.9N=4.9N．
則金屬塊排開的水所受的重力與彈簧測力計示數減小量之間的數量關系是相等的．
故答案為：（1）9.8；1；0．
（2）浮力；金屬塊排開水的體積．
（3）4.9；相等．

點評：本題考查了學生對稱重法測浮力、排水法測體積以及密度公式和重力公式的了解與掌握，考查學生的設計實驗能力，知道實驗的原理和方法是解決本題的關鍵．