Question

【题目】同学利用如图所示的装置验证阿基米德原理。A、B为两个规格相同的弹簧秤，B弹簧所挂的塑料袋质量忽略不计，用升降台调节溢水杯的高度，来控制物体排开水的体积。

（1）实验中，同学们逐渐调高升降台，使重物浸入水中的体积越来越大，观察到弹簧秤A的示数逐渐减小，待重物完全浸没后，逐渐调高平台，弹簧秤A的示数不变。实验表明：浸在液体中的物体受到的浮力大小与_____有关，当完全浸没后，与_____无关。

（2）当重物逐渐浸入的过程中，溢出的水逐渐流入塑料袋中。观察到弹簧秤A的示数的减小的值_____弹簧秤B的示数增大的值，得出结论：浸在液体中物体受到的浮力的大小等于排开液体所受到的重力。

（3）当物体有一半浸没时，弹簧测力计A的示数为弹簧测力计B的示数的7倍，则该物体的密度为_____kg/m3。

Answer 1

【答案】排开液体的体积 深度 等于 4×103

【解析】

（1）逐渐调高平台，使重物浸入水中的体积越来越大，观察到弹簧测力计的示数减小，重物受到的浮力增大；重物完全浸没后，逐渐调高平台，弹簧测力计的示数不变，则重物受到的浮力不变；

实验表明：浸在液体中的物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关；当完全浸没后，与深度无关。

（2）根据F浮＝G﹣F示可知，弹簧秤A示数的减小值等于浮力的大小；排开的水流入薄塑料袋中，弹簧秤B测排开水的重力，即弹簧秤B的示数增大值为排开水的重力；根据阿基米德原理可知，弹簧秤A减小的数值（浮力）等于弹簧秤B增大的数值（排开水的重力），由此可以验证阿基米德原理。

（3）已知当物体有一半浸没时，弹簧测力计A的示数为弹簧测力计B的示数的7倍，即F示A＝7F示B；

根据称重法可得F示A＝G﹣F浮，由阿基米德原理可得F示B＝G排＝F浮，

所以有：G﹣F浮＝7F浮，

则物体受到的浮力：F浮＝，

由F浮＝ρ水gV排可得，物体排开水的体积：V排＝＝＝，

因物体有一半浸没在水中，则物体的体积：V＝2V排＝2×＝，

物体的密度：

ρ＝＝＝4ρ水＝4×1.0×103kg/m3＝4×103kg/m3。