Question

9．卢奇小组探究：“浮力与物体排开水的关系”的实验装置及过程如图所示：

（1）如图实验装置中影响实验的是B．（只填字母代号）．
（2）在完善实验装置后，有如下实验步骤，你认为不重复操作的合理顺序应该是④①②③．
①将铁块挂在弹簧测力计上，弹簧测力计的读数为F₁
②将铁块浸没在液体中，弹簧测力计的读数为F₂
③将装有排除液体的小桶挂在弹簧测力计下，弹簧测力计读数为F₃
④将空桶挂在弹簧测力计下，弹簧测力计读数为F₄
（3）通过探究，若等式F₁-F₂=F₃-F₄成立，则得出阿基米德原理．还能测出铁块的密度ρ_铁=$\frac{{F}_{1}}{{F}_{3}-{F}_{4}}•{ρ}_{水}$（这两空选用F₁、F₂、F₃、F₄、ρ_水表示）．

Answer 1

分析 （1）在使用溢水杯时，溢水杯中的水必须是倒满的；
（2）要先测出空桶的重力与铁块的重力，然后再把铁块没入水中，测出铁块受到的浮力，最后再测出桶和溢出水的重力．
（3）根据阿基米德原理与浮力公式分析答题．

解答 解：（1）用排水法测出物体受到的浮力，在实验前溢水杯中应装满水，由图示实验可知，在实验步骤B中没有将水装满到烧杯口．
（2）不重复操作的合理实验步骤是：
④将空桶挂在弹簧测力计下，弹簧测力计的读数为F₄；
①将铁块挂在弹簧测力计上，弹簧测力计的读数为F₁
②将铁块浸没在液体中，弹簧测力计的读数为F₂
③将装有排除液体的小桶挂在弹簧测力计下，弹簧测力计读数为F₃
故合理顺序为：④①②③；
（3）由实验步骤可知，物体受到的浮力：F_浮=F₁-F₂，物体排开水的重力：G=F₃-F₄，
如果F₁-F₂=F₃-F₄，则可得出阿基米德原理；
铁块排开水的重力：G=F₃-F₄=m_水g=ρ_水V_排g，
铁块的体积：V=V_排=$\frac{{F}_{3}-{F}_{4}}{{ρ}_{水}g}$，
铁块的重力：G_铁=F₁=m_铁g，铁块的质量：m_铁=$\frac{{F}_{1}}{g}$，
铁块的密度：ρ_铁=$\frac{{m}_{铁}}{V}$=$\frac{\frac{{F}_{1}}{g}}{\frac{{F}_{3}-{F}_{4}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{{F}_{1}}{{F}_{3}-{F}_{4}}•{ρ}_{水}$．
故答案为：（1）B；
（2）④①②③；
（3）F₁-F₂=F₃-F₄；：ρ_铁=$\frac{{F}_{1}}{{F}_{3}-{F}_{4}}•{ρ}_{水}$．

点评 本题是一道综合题，综合考查了学生的实验和计算能力，理解阿基米德原理是解答本题的关键．关于实验顺序要注意：要先测合金块的重力，再测合金块的浮力，最后再测排出水的重力．