Question

9．如圖是某同學(xué)用合金塊探究浸在液體中的物體所受的浮力跟它排開(kāi)液體所受的重力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)圖：

（1）你認(rèn)為乙的實(shí)驗(yàn)內(nèi)容應(yīng)是將合金塊完全浸沒(méi)在盛滿水的溢水杯中，用小桶收集溢出的水，并讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)．你覺(jué)得合理的實(shí)驗(yàn)順序應(yīng)是丁、甲、乙、丙（或甲、丁、乙、丙）．選用其他液體多次實(shí)驗(yàn)后，可得出結(jié)論是浸在液體中的物體所受的浮力，大小等于它排開(kāi)液體所受的重力．
（2）若合金塊完全漫沒(méi)在酒精中時(shí)所受的浮力大小是0.4N．（ρ_水=1.0×10³kg/m³，ρ_酒精=0.8×10³kg/m³）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖乙的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象寫(xiě)出相應(yīng)的內(nèi)容；
要先測(cè)合金塊的重力和空桶的重力，然后再把金屬塊沒(méi)入水中，測(cè)出合金塊受到的拉力，根據(jù)稱重法求出浮力；最后再測(cè)出桶和溢出水的重力得出排開(kāi)水的重力；根據(jù)阿基米德原理寫(xiě)出結(jié)論的內(nèi)容；
（2）計(jì)算出合金塊完全浸沒(méi)在水中時(shí)所受的浮力，由V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$計(jì)算出合金塊的體積，從而可根據(jù)阿基米德原理計(jì)算出合金塊浸沒(méi)在酒精中所受的浮力大小．

解答 解：（1）由圖知，乙的內(nèi)容應(yīng)為，將合金塊完全浸沒(méi)在盛滿水的溢水杯中，用小桶收集溢出的水，并讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)；
實(shí)驗(yàn)中要測(cè)量浮力及排出水的重力，應(yīng)先測(cè)出金屬塊的重力及空桶的重力，然后將金屬塊浸沒(méi)在水中，讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)，并測(cè)出溢出的水及水桶的總重力，計(jì)算出排開(kāi)水的重力及浮力比較，故順序應(yīng)為丁、甲、乙、丙（或甲、丁、乙、丙）；
由實(shí)驗(yàn)知，物體所受浮力：F_浮=G-F=2.0N-1.5N=0.5N；
物體排開(kāi)水的重力：G_排=G_總-G_桶=1.0N-0.5N=0.5N；
由以上分析可知，F(xiàn)_浮=G_排，再結(jié)合阿基米德原理可知，浸在液體中的物體所受的浮力，大小等于它排開(kāi)液體所受的重力．
（2）由F浮=ρ液gV排可得：
金屬塊完全浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)水的體積：V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.5N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=5×10^-5m³，
因?yàn)楹辖饓K浸沒(méi)入水中，所以V=V_排=5×10^-5m³，
金屬塊在酒精中受到的浮力：F_浮=ρ_酒精gV_排=0.8×10³kg/m³×10N/kg×5×10^-5m³=0.4N．
故答案為：（1）將合金塊完全浸沒(méi)在盛滿水的溢水杯中，用小桶收集溢出的水，并讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)；丁、甲、乙、丙（或甲、丁、乙、丙）；浸在液體中的物體所受的浮力，大小等于它排開(kāi)液體所受的重力；（2）0.4N．

點(diǎn)評(píng) 本題是一道綜合題，綜合考查了學(xué)生的實(shí)驗(yàn)和計(jì)算能力，理解阿基米德原理是解答本題的關(guān)鍵．能夠根據(jù)物體完全浸沒(méi)在水中的浮力計(jì)算出物體的體積是解決第二問(wèn)的關(guān)鍵．