Question

9．小明继续探究物体的浮沉条件，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．
第一小组：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：称重法．测量过程及示数如图甲所示，则铜块所受的浮力为0.2N．
方法2：阿基米德原理法．测量过程与示数如图乙所示，则铜块排开水的体积为20mL，根据F_浮=ρ_液gV_排可计算出浮力．通过实验可得出铜块浸没在水中下沉的条件是重力大于浮力；
第二小组：探究蜡块上浮的条件．要测量蜡块浸没时的浮力，你准备选用第一组上述两方法中方法2，另一方法不可行的原因：不能测出蜡块浸没时的浮力．
于是，第二小组旳同学对测量浮力实验进行了设计改进，请将实验步骤填写完整，并写出表达式：
实验步骤：①在量筒中装入适量的水，记下体积V₁；
②；将蜡块放入水中，用细铁丝将蜡块按入水中，记下量筒的示数V₂；
③求得木块浸没在水中时受到的浮力，F_浮=ρ_液gV（V₂-V₁）．

Answer 1

分析 （1）首先看清测力计、量筒的分度值，然后再读数；
（2）根据F_浮=G-F_拉可求得浮力；利用F_浮=ρ_液gV_排公式求出浮力在于铜块的重力比较；
（3）蜡块的密度小于水不能采用方法1，只能用方法2；
（4）要测蜡块浸没的浮力，就需要用铁丝把蜡块全部按入水中，并记下体积；
（5）利用F_浮=ρ_液gV_排公式求出蜡块的浮力．

解答 解：（1）读出弹簧测力计的示数，由F_浮=G-F_拉=2.2N-2N=0.2N；
（2）由图可知铜块体积40ml-20ml=20ml，由阿基米德原理可知F_浮=ρ_液gV_排，根据浮沉条件可知重力大于浮力；
（3）蜡块不能完全浸没在水中，有蜡块的密度小于水决定的，要求蜡块完全浸没水中的浮力只能采用方法2，采用称重法蜡块不能完全浸没水中，也就测不出完全浸没时的浮力；
（4）将蜡块放入水中，用细铁丝将蜡块按入水中，记下量筒的示数V₂，则V_排=V₂-V₁；
（5）由F_浮=ρ_液gV_排=ρ_液gV（V₂-V₁）可求的浮力．
故答案为：（1）0.2；
（2）20；ρ_液gV_排；重力大于浮力；
（3）2、不能测出蜡块浸没时的浮力；
（4）将蜡块放入水中、用细铁丝将蜡块按入水中、记下量筒的示数V₂；
（5）ρ_液gV（V₂-V₁）．

点评 此题考查的是学生对称重法，阿基米德原理实验的理解和掌握，同时考查学生设计实验的能力以及对实验仪器的使用．