Question

【題目】學(xué)習(xí)了阿基米德原理的知識(shí)后，小宇同學(xué)自己設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)完成“探究浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系”，請(qǐng)你完成下列相關(guān)過(guò)程中空格處的內(nèi)容。

（一）實(shí)驗(yàn)器材：除量筒，金屬塊，細(xì)線(xiàn)，水等器材外，還必須要的器材是___。

（二）實(shí)驗(yàn)步驟：

（1）在彈簧測(cè)力計(jì)下端用細(xì)線(xiàn)懸掛一塊金屬塊，靜止時(shí)，記下測(cè)力計(jì)的示數(shù)F1及金屬塊所受的重力G，則F1 _____G（選填“大于”、“等于”或“小于”）。

（2）在量筒中倒入適量的水，記下水面的示數(shù)V1 。這里適量的水是指________。

（3）將金屬塊完全浸沒(méi)在量筒的水中，記下此時(shí)量筒中水面的示數(shù)V2和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F2 。

（三）分析與交流：

（1）彈簧測(cè)力計(jì)的兩次示數(shù)差（F1﹣F2）表示________________；

（2）量筒中水面兩次示數(shù)差（V2﹣V1）表示____________；

（3）如果實(shí)驗(yàn)操作正確且排除實(shí)驗(yàn)過(guò)程中的誤差，可以得到兩者（F1﹣F2）與（V2﹣V1）之間的關(guān)系式為：____________________（水的密度用ρ水表示）。

Answer 1

【答案】彈簧測(cè)力計(jì) 等于 金屬塊能全部沒(méi)入且不接觸筒底 金屬塊所受的浮力 金屬塊排開(kāi)水的體積（或說(shuō)金屬塊的體積） F1﹣F2=ρ水g（V2﹣V1）

【解析】

（一）因?yàn)?/span>“探究浮力的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系”，所以，實(shí)驗(yàn)器材除了量筒、金屬塊、細(xì)線(xiàn)和水外，還需要用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體的重力和浸沒(méi)水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；

（二）（1）在彈簧測(cè)力計(jì)下端用細(xì)線(xiàn)懸掛一塊金屬塊，由于靜止時(shí)，拉力與重力是一對(duì)平衡力，所以，F1 等于G；

（2）在量筒中倒入適量的水，這里適量的水是指：金屬塊能全部沒(méi)入且不接觸筒底；

（三）（1）由稱(chēng)重法知道，物體受到的浮力等于物體的重力減掉浸沒(méi)水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，即F浮=F1 -F2；

（2）根據(jù)實(shí)驗(yàn)過(guò)程知道，量筒中水面兩次示數(shù)差（V2 -V1 ）表示金屬塊排開(kāi)水的體積；

（3）根據(jù) 和G=mg知道，金屬塊排開(kāi)水所受重力的表達(dá)式是：G排=m排g=ρ水gV排 =ρ水g（V2 -V1 ），又因?yàn)?/span>F浮 =G排，所以，（F1﹣F2）與（V2﹣V1）之間的關(guān)系式是：F1﹣F2=ρ水g（V2﹣V1）。