Question

1．小新在探究“浮力的大小等于什么”的实验中，做了如图所示的测量：

（1）为了减小实验误差，操作步骤的合理顺序是（只填代号）DACB（或ADCB ）；
（2）通过探究，如果关系式F₁-F₃=F₂-F₄成立，就可以得到著名的阿基米德原理．由此还可算出物块的密度．请选用F_l、F₂、F₃、F₄，、ρ_水表达它的密度：ρ_物=$\frac{{F}_{1}}{{F}_{1}{-F}_{3}}{×ρ}_{水}$（或$\frac{{F}_{1}}{{F}_{2}{-F}_{4}}{×ρ}_{水}$）．
（3）请设计记录实验数据的表格．

Answer 1

分析 （1）实验中要先测塑料块的重力和空桶的重力，然后再把塑料块没入水中，读出弹簧测力计的示数，根据称重法求出浮力，最后再测出桶和溢出水的重力得出排开水的重力；
（2）浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体的重力；求出物体浸没时受到的浮力，根据阿基米德原理求出V_排，即V_物，从而求物体的密度；
（3）根据测量物理量的先后顺序列．

解答 解：（1）此实验操作正确的顺序是：A测出塑料块重力和D空桶重力（AD顺序可互换）→B塑料块浸入水中读出弹簧测力计示数→C测出小桶和排开水的总重力；
（2）物体受到的浮力F_浮=F₁-F₃，物体排开液体的重力G=F₂-F₄，如果关系式F₁-F₃=F₂-F₄成立，就可以得到著名的阿基米德原理；
根据阿基米德原理，物体浸没时排开水的体积V_排=$\frac{{F}_{1}{-F}_{3}}{{ρ}_{水}g}$，物体的体积V_物=V_排=$\frac{{F}_{1}{-F}_{3}}{{ρ}_{水}g}$，
物体的密度ρ=$\frac{{F}_{1}}{{gV}_{物}}$=$\frac{{F}_{1}}{{F}_{1}{-F}_{3}}{×ρ}_{水}$；（或V_物=V_排=$\frac{{F}_{2}{-F}_{4}}{{ρ}_{水}g}$，ρ_物=$\frac{{F}_{1}}{{gV}_{物}}$=$\frac{{F}_{1}}{{F}_{2}{-F}_{4}}{×ρ}_{水}$）
（3）记录实验数据的表格如下：

物体的重力 G物/N	小桶受到的重力G桶/N	物体浸没液体中时弹簧测力计的示数F/N	小桶和水的总重力G总′/N	物体受到的浮力F浮/N	排出的水受到的重力G排/N

答案：（1）DACB（或ADCB ）；
（2）F₁-F₃=F₂-F₄；$\frac{{F}_{1}}{{F}_{1}{-F}_{3}}{×ρ}_{水}$（或$\frac{{F}_{1}}{{F}_{2}{-F}_{4}}{×ρ}_{水}$）；
（3）如上表所示．

点评 本题探究浮力大小等于什么，重点考查探究的过程步骤及物体密度的测量和设计记录实验表格的能力，难度中等．