Question

如图所示，先在空气中称出石块的重力为G₁，再将石块浸没在水中，弹簧测力计的示数为G₂，已知盛水烧杯的底面积为S，请你根据所学的力学知识，按下表的示例，再填写4个与本实验有关的物理量，并用题目给出的已知条件写出其计算表达式．

编号	物理量	计算表达式
示例	石块质量	m=G1/g
1
2
3
4

Answer 1

分析：（1）知道石块的重力和石块浸没在水中弹簧测力计的示数，利用称重法求石块受到的浮力；
（2）求出了石块受到的浮力和水的密度，利用阿基米德原理求排开水的体积；
（3）由于石块浸没在水中，则石块的体积等于排开水的体积； 
（4）求出了石块的质量和体积，利用密度公式求石块的密度；
（5）求出了浮力，根据阿基米德原可以求出石块排开水的重力；
（6）求出了排开水的体积和底面积s，求水面上升的高度．

解答：解：（1）∵石块的重力为G₁，石块浸没在水中弹簧测力计的示数为G₂，
∴石块受到的浮力为：F_浮=G₁-G₂；
（2）∵F_浮=G₁-G₂，水的密度为ρ_水，
∴排开水的体积为：V排=

F浮

ρ水g

=

G1-G2

ρ水g

；
（3）∵石块浸没在水中，
∴石块的体积为：V_石=V_排=

G1-G2

ρ水g

；
（4）∵m=

G1

g

，V_石=

G1-G2

ρ水g

，
∴石块的密度为：ρ_石=

m

V石

=

G1 g

G1-G2 ρ水g

=

G1ρ水

G1-G2

；
（5）∵F_浮=G₁-G₂，根据阿基米德原可知，
∴G_排=F_浮=G₁-G₂；
（6）∵V_排=

G1-G2

ρ水g

，底面积为s，
∴水面上升的高度为：△h=

V排

s

=

G1-G2 ρ水g

s

=

G1-G2

ρ水gs

．
故答案为：见表格．

编号	物理量	计算表达式
示例	石块质量	m= G1 g
1	石块受到的浮力	F浮=G1-G2
2	石块排开水的体积	V排= G1-G2 ρ水g
3	石块的体积	V石= G1-G2 ρ水g
4	石块的密度	ρ石= G1ρ水 G1-G2
5	石块排开水的重力	G排=G1-G2
6	容器中水面上升的高度	△h= G1-G2 ρ水gs

点评：本题考查了密度的计算、浮力的计算、重力的计算、阿基米德原理，关键是可以根据已知条件计算出所要求的物理量．