Question

小聰同學(xué)在學(xué)習(xí)了阿基米德原理時(shí)想到“物體受到浮力大小可能還跟物體的密度有關(guān)？”、“沒有天平和量筒，只用彈簧測(cè)力計(jì)和水也能測(cè)鐵塊等的密度”，他選取了兩塊體積和形狀都相同的實(shí)心銅塊和鐵塊（已知銅的密度大于鐵的密度），進(jìn)行了如圖的實(shí)驗(yàn)．

（1）步驟C中的鐵塊在水中所受到的浮力為　   　N．

（2）驗(yàn)證物體所受的浮力大小是否與物體的密度有關(guān)？

小聰應(yīng)該選取圖中的　    　等步驟（填字母符號(hào)）進(jìn)行對(duì)比，根據(jù)他所選擇的幾個(gè)圖中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)可以知道銅塊受到的浮力　     　（選填“大于”、“等于”或“小于”）鐵塊受到的浮力．由此得出物體所受的浮力大小與物體的密度　     　（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）．

（3）按照?qǐng)D中的A、C、D步驟實(shí)驗(yàn)，可以得出的結(jié)論是：　                   　．

（4）利用本實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，測(cè)得鐵塊的密度大小是　     　kg/m³．

 

Answer 1

【答案】

（1）0.3；（2）ABDE；等于；無關(guān)；（3）物體排開的液體體積越大，受到的浮力越大；（4）8.0×10³．

【解析】

試題分析：（1）已知鐵塊重力和浸在液體中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，利用稱重法可以得到此時(shí)受到的浮力；

（2）要驗(yàn)證物體受到的浮力與密度是否有關(guān)，需要使密度不同的物體浸入同一種液體，并且排開液體的體積相同，根據(jù)稱重法得到密度不同的物體受到的浮力進(jìn)行比較；

（3）同一物體排開液體體積不同，受到的浮力不同，對(duì)應(yīng)關(guān)系從拉力大小確定；

（4）已知鐵塊受到的浮力和水的密度，利用阿基米德原理變形公式得到鐵塊排開水的體積，也就是鐵塊的體積；已知鐵塊的重力，可以得到質(zhì)量，已知質(zhì)量和體積，利用公式ρ=得到密度．

（1）已知鐵塊的重力為G=4N，部分浸入水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F=3.7N，所以受到的浮力為F_浮=G﹣F=4N﹣3.7N=0.3N；

（2）要驗(yàn)證物體受到的浮力與物體密度的關(guān)系，需要分別測(cè)出體積相同的鐵塊和銅塊的重力，然后金屬塊浸沒在水中，分別讀出彈簧測(cè)力計(jì)的拉力，最后利用稱重法計(jì)算金屬塊受到的浮力，所以實(shí)驗(yàn)過程為ABDE；

鐵塊受到的浮力為F_鐵=4N﹣3.5N=0.5N，銅塊受到的浮力為F_銅=4.4N﹣3.9N=0.5N，所以銅塊受到的浮力等于鐵塊受到的浮力，說明物體所受的浮力大小與物體的密度無關(guān)；

（3）由實(shí)驗(yàn)步驟A、C、D可以看出，鐵塊排開水的體積越大，彈簧測(cè)力計(jì)的拉力越小，也就是鐵塊受到的浮力越大，所以實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：物體排開的液體體積越大，受到的浮力越大；

（4）由實(shí)驗(yàn)步驟D得鐵塊此時(shí)受到的浮力為0.5N，

所以鐵塊的體積為V=V_排==≈0.5×10^﹣4m3，

鐵塊的密度為ρ===≈8×10³kg/m³．

考點(diǎn)：探究浮力大小的實(shí)驗(yàn)

點(diǎn)評(píng)：題是阿基米德原理的驗(yàn)證性實(shí)驗(yàn)，同時(shí)還探究了浮力與物體密度的關(guān)系以及利用阿基米德原理測(cè)量不規(guī)則固體密度，綜合性較強(qiáng)，注意實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的嚴(yán)謹(jǐn)性和正確應(yīng)用控制變量法．