Question

4．小明所在學(xué)習(xí)小組在驗證“阿基米德定律”的實驗中，選擇溢水杯、水、彈簧測力計、鐵塊、小桶、細(xì)線等器材進(jìn)行實驗，具體操作步驟如下：
A．測出鐵塊所受重力G；
B．測出空桶所受重力G₁；
C．將溢水杯中裝滿水；
D．把掛在彈簧測力計下的鐵塊浸沒在水中，讓溢出的水全部流入小桶中，讀出測力計示數(shù)F；
E．測出小桶和被排開水的總重G₂；
F．記錄分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)實驗結(jié)論，整理器材

（1）以上步驟中，若得到G-F=G₂-G₁（填寫題中對應(yīng)數(shù)據(jù)的字母），說明驗證實驗是成功的．
（2）若想測量小木板所受浮力和體積的大小，學(xué)習(xí)小組設(shè)計如圖的實驗：現(xiàn)將小木塊掛在彈簧測力計下，測力計示數(shù)為F₁，再將定滑輪用吸盤固定在燒杯底（滑輪質(zhì)量不計），彈簧測力計通過定滑輪拉著木塊浸沒在水中靜止時，示數(shù)為F₂，其中定滑輪的作用是改變力的方向，此時木塊所受浮力F_浮=F₁+F₂，木塊的體積V_木=$\frac{{F}_{1}+{F}_{2}}{{ρ}_{水}g}$（用字母表示）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)阿基米德原理結(jié)合所測數(shù)據(jù)計算F_浮與G_排并進(jìn)行比較；
（2）使用定滑輪，不能省力，只能改變力的方向，所以彈簧測力計的示數(shù)即為對木塊的拉力，根據(jù)平衡力可知F_浮=G+F_拉求出浮力；根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排求出木塊的體積．

解答 解：
（1）根據(jù)實驗數(shù)據(jù)計算浮力與排開水的重力，
浮力等于鐵塊重力G減去鐵塊浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù)F，即：F_浮=G-F；
排開水的重力G_排等于桶與水的總重力G₂減去空桶的重力G₁，即：G_排=G₂-G₁；
比較F_浮與G_排的大小關(guān)系可得：G-F=G₂-G₁；
（2）根據(jù)定滑輪的特點可知，使用定滑輪，不能省力，只能改變力的方向，所以彈簧測力計的示數(shù)即為對木塊的拉力，圖中所示的木塊浸沒水中時木塊共受到重力、拉力、浮力三個力的作用，根據(jù)平衡力可知，浮力為：F_浮=F₁+F₂，根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排可知，木塊的體積為：
V_木=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{1}+{F}_{2}}{{ρ}_{水}g}$．
故答案為：（1）G-F=G₂-G₁；（2）改變力的方向；F₁+F₂；$\frac{{F}_{1}+{F}_{2}}{{ρ}_{水}g}$．

點評 此題主要考查了阿基米德原理的應(yīng)用，以及對浮力計算公式的理解和掌握，知識點太多，有難度．