Question

19．某实验小组探究“物体的浮沉条件”时，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、量筒、烧杯、铜块、蜡块、细线、水及其他简单辅助器材．

（1）探究铜块的下沉条件．实验中，他们用两种方法测量了铜块受到的浮力：
方法1：测量过程及示数如图（甲）所示，可得铜块所受的浮力为0.2N．
方法2：测量过程及示数如图（乙）所示，可得铜块排开水的体积为20mL．根据F_浮=G=ρ_水V_排g可计算出浮力为0.2N（g取10N/kg）．通过以上实验可得出铜块浸没在水中下沉的条件是：物体所受浮力小于重力．
（2）探究蜡块上浮的条件．要测量蜡块浸没时的浮力，应选用方法2（选填“方法1”或方法2“）．

Answer 1

分析 （1）由图读出金属块在空气中重G、金属块浸没在水中的弹簧测力计的示数F_示，利用称重法求金属块所受的浮力，量筒两次读数之差就是金属块的体积，根据阿基米德压力求出受到的浮力；物体受到的重力大于浮力时，物体将下沉；
（2）由于蜡块的密度小，会漂浮在水中，在不施加外力的情况下，无法浸没在水中，因此需考虑使用针压法来进行实验．

解答 解：（1）由甲图可得，
G=2.2N，F_示=2N，
金属块所受的浮力，
F_浮=G-F_示=2.2N-2N=0.2N；
金属块的体积，
V=40mL-20mL=20mL=20cm³，
金属块受到的浮力，
F_浮=ρgV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×20×10^-6m³=0.2N；
金属块浸没在水中下沉的条件，F_浮＜G，物体所受的浮力小于重力；
（2）由于蜡块不下沉，不能直接测量蜡块浸没受到浮力的大小，要测量蜡块浸没时的浮力应选方法2，用针将蜡块完全压入水中．
故答案为：（1）方法1：0.2；方法2：20；0.2；物体所受浮力小于重力；（2）方法2．

点评 本题考查了物体的浮沉条件、阿基米德原理、量筒和弹簧测力计的使用，要利用好称重法测浮力、助沉法测体积，是一道常见题．