Question

9．小夢同學(xué)在聽老師講了阿基米德洗澡的故事后，設(shè)計了如圖所示A、B、C、D、E五個實驗步驟探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系．

（1）為減少誤差，操作的合理順序應(yīng)該是EABCD（按順序填寫序號）．
（2）比較AC兩圖可知石塊所受的浮力；比較DE兩圖可知石塊排開液體的重力．
（3）通過本次實驗可得到F_浮=G_排．
（4）小夢進一步推導(dǎo)得出F_浮=ρ_石gV_排，從而知道物體受到的浮力大小與液體的密度和物體浸在液體中的體積有關(guān)，她又猜想，物體所受浮力大小與物體的形狀是否有關(guān)，針對這個問題，她選用以下實驗器材進行探究：彈簧測力計、體積相同的圓柱體和長方體鋁塊各一塊、燒杯、細線和水．
實驗步驟如下：
①用細線將圓柱體、長方體鋁塊先后掛在彈簧測力計上，測出它們的重力分別為G₁、G₂；
②將圓柱體鋁塊掛在彈簧測力計上并浸沒入水中，記下彈簧測力計的示數(shù)F₁；
③將長方體鋁塊掛在彈簧測力計上并浸沒入水中，記下彈簧測力計的示數(shù)F₂；
④比較兩鋁塊的重力G₁、G₂的大小關(guān)系為G₁=G₂；
⑤比較以上數(shù)據(jù)：若G₁-F₁=G₂-F₂，說明浮力大小與物體的形狀無關(guān)．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)彈簧測力計的分度值分別讀出小石塊的重力、空桶的重力、桶和溢出水的重力，桶和溢出水的重力與空桶的重力之差即為排開水的重力．
（2）根據(jù)F_浮=G-F_拉即可求得物體受到浮力．
（3）桶和溢出水的重力與空桶的重力之差即為排開水的重力．
（4）根據(jù)阿基米德原理內(nèi)容解答．
（5）兩個鋁塊的體積是相等的，根據(jù)m=ρv，兩個鋁塊的質(zhì)量就是相等的；再根據(jù)G=mg可知，兩個鋁塊的重力也是相等的；
根據(jù)F_浮=G-F_示求出圓柱體鋁塊和長方體鋁塊所受到的浮力，若浮力是相等的，說明浮力的大小和物體形狀無關(guān)；若浮力不相等，說明浮力的大小和物體形狀有關(guān)．

解答 解：（1）最合理的實驗順序是：
E、測出空桶的重力；
A、向燒杯加入水，直至水面與燒杯口齊平；
B、測出桶和排開的水受到的重力，然后減去空桶的重力即為排開的水受到的重力．
C、測出合金塊所受到的重力；
D、把合金塊浸在裝滿水的溢杯中，測出測力計的示數(shù)；
故序號正確順序為：E、A、B、C、D；
（2）根據(jù)稱重法測浮力可知，測出合金塊所受到的重力減去把合金塊浸在裝滿水的溢水杯中測力計的示數(shù)即為物體受到浮力，故圖中能測出物體受到浮力的是A、C；
（3）桶和溢出水的總重力與空桶的重力之差即為排開水的重力．
即圖中能測出排開的液體重的是D、E；
（4）阿基米德原理可知，浸在液體中的物體所受的浮力，大小等于它排開液體所受的重力；
因此若等式F_浮=G_排成立，則可得出阿基米德原理．
（5）實驗步驟如下：
①用細線將圓柱體、長方體鋁塊先后掛在彈簧測力計上，測出它們的重力分別為G₁、G₂；
②將圓柱體鋁塊掛在彈簧測力計上并浸沒入水中，記下彈簧測力計的示數(shù)F₁；
③將長方體鋁塊掛在彈簧測力計上并浸沒入水中，記下彈簧測力計的示數(shù)F₂；
④圓柱體鋁塊和長方體鋁塊的體積是相等的，密度是相同的，根據(jù)G=mg=ρVg可知，重力是相等的，即比較兩鋁塊的重力G₁、G₂的大小關(guān)系為G₁=G₂；
⑤比較以上數(shù)據(jù)：圓柱體鋁塊的浮力等于G₁-F₁；長方體鋁塊的浮力G₂-F₂；若G₁-F₁=G₂-F₂說明浮力大小和物體形狀無關(guān)；若G₁-F₁≠G₂-F₂說明浮力大小和物體形狀有關(guān)．
故答案為：（1）EABCD；（2）AC；DE；（3）=；（4）③將長方體鋁塊掛在彈簧測力計上并浸沒入水中；④G₁=G₂；⑤G₁-F₁=G₂-F₂．

點評 從實驗的目的出發(fā)，根據(jù)實驗要求，明確先測空小桶的重是合理安排實驗順序的關(guān)鍵．實驗中要探究的是浮力大小與物體排開液體的重力的關(guān)系，圍繞這一核心便可對測量的結(jié)果進行有針對性的分析．