Question

【题目】学习了阿基米德原理的知识后，小宇同学自己设计实验完成“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”，请你完成下列相关过程中空格处的内容。

（一）实验器材：除量筒，金属块，细线，水等器材外，还必须要的器材是___。

（二）实验步骤：

（1）在弹簧测力计下端用细线悬挂一块金属块，静止时，记下测力计的示数F1及金属块所受的重力G，则F1 _____G（选填“大于”、“等于”或“小于”）。

（2）在量筒中倒入适量的水，记下水面的示数V1 。这里适量的水是指________。

（3）将金属块完全浸没在量筒的水中，记下此时量筒中水面的示数V2和弹簧测力计的示数F2 。

（三）分析与交流：

（1）弹簧测力计的两次示数差（F1﹣F2）表示________________；

（2）量筒中水面两次示数差（V2﹣V1）表示____________；

（3）如果实验操作正确且排除实验过程中的误差，可以得到两者（F1﹣F2）与（V2﹣V1）之间的关系式为：____________________（水的密度用ρ水表示）。

Answer 1

【答案】弹簧测力计 等于 金属块能全部没入且不接触筒底 金属块所受的浮力 金属块排开水的体积（或说金属块的体积） F1﹣F2=ρ水g（V2﹣V1）

【解析】

（一）因为“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”，所以，实验器材除了量筒、金属块、细线和水外，还需要用弹簧测力计测量物体的重力和浸没水中时弹簧测力计的示数；

（二）（1）在弹簧测力计下端用细线悬挂一块金属块，由于静止时，拉力与重力是一对平衡力，所以，F1 等于G；

（2）在量筒中倒入适量的水，这里适量的水是指：金属块能全部没入且不接触筒底；

（三）（1）由称重法知道，物体受到的浮力等于物体的重力减掉浸没水中时弹簧测力计的示数，即F浮=F1 -F2；

（2）根据实验过程知道，量筒中水面两次示数差（V2 -V1 ）表示金属块排开水的体积；

（3）根据 和G=mg知道，金属块排开水所受重力的表达式是：G排=m排g=ρ水gV排 =ρ水g（V2 -V1 ），又因为F浮 =G排，所以，（F1﹣F2）与（V2﹣V1）之间的关系式是：F1﹣F2=ρ水g（V2﹣V1）。