Question

12．思考：现有弹簧测力计、天平、量筒、刻度尺、烧杯、水、细线等器材，你有哪几种方法可以测出一个小铁块浸没在水中所受到的浮力？并写出所测浮力的表达式．
（1）称重法测浮力：用弹簧测力计分别测出铁块重力G与铁块在水中时弹簧测力计的示数F，则浮力表达式F_浮=G-F．
（2）烧杯装满水，铁块放入水中，用弹簧测力计测出铁块排开水的受到的重力G_排则浮力表达式F_浮=G_排．
（3）烧杯装满水，铁块放入水中，用天平测出铁块排开水受到的质量m（填物理量符号）则浮力表达式F_浮=mg．
（4）烧杯装满水，铁块放入水中，用量筒（填器材）测出铁块排开水的体积V_排则浮力表达式F_浮=ρ_水V_排g．
（5）在量筒中装适量水，用量筒和水测出铁块的体积V_铁，因为铁块浸没水中是V_排=V_铁，所以浮力表达式F_浮=ρ_水V_排g=ρ_水V_铁g．

Answer 1

分析 （1）利用称重法（用弹簧测力计测出金属块的重力、测出金属块浸没在水中时的示数）测量金属块受到的浮力；
（2）用量筒测出金属块的体积（排开水的体积），知道水的密度，利用阿基米德原理求金属块受到的浮力．

解答 解：已知铁块的重和全部浸没在水中时测力计的示数，根据称重法求出此时受到的浮力．
（1）称重法测浮力：用弹簧测力计分别测出铁块重力G与铁块在水中时弹簧测力计的示数F，则浮力表达式F_浮=G-F．
根据阿基米德原理可以求出此时金属块受到的浮力大小．
（2）烧杯装满水，铁块放入水中，用弹簧测力计测出铁块排开水的受到的重力G_排则浮力表达式F_浮=G_排．
（3）烧杯装满水，铁块放入水中，用天平测出铁块排开水受到的质量m，则浮力表达式F_浮=G_排=mg．
（4）烧杯装满水，铁块放入水中，用量筒测出铁块排开水的体积V_排则浮力表达式F_浮=G_排=mg=ρ_水V_排g．
（5）在量筒中装适量水，用量筒和水测出铁块的体积V_铁，因为铁块浸没水中是V_排=V_铁，所以浮力表达式F_浮=ρ_水V_排g=ρ_水V_铁g；
故答案为：（1）G-F；（2）G_排；（3）m；mg；（4）量筒；ρ_水V_排g；（5）ρ_水V_铁g．

点评 本题考查了学生利用提供的器材进行探究实验的能力，要求灵活运用阿基米德原理和称重法，涉及到设计实验方案，属于难题．