Question

10．為了探究物體的浮沉條件，實驗室提供了如下器材：彈簧測力計、量筒、燒杯、金屬塊、木塊、細線、水及其他簡單輔助器材．
（1）第一小組：探究金屬塊的下沉條件．實驗中，他們用兩種方法測量了物體受到的浮力：
方法1：稱重法．測量過程及示數(shù)如圖（甲）所示，則金屬塊所受的浮力為0.2N．
方法2：阿基米德原理法．測量過程與示數(shù)如圖（乙）所示，讀出排開水的體積，根據F_浮=G_排=ρ_水V_排g可計算出浮力為0.2N．
（2）第二小組：探究木塊上浮的條件．要測量木塊浸沒時的浮力，你準備選用上述兩方法中的方法2（選填“1”或“2”），并簡要說明操作中還應采取的措施：用細針使木塊完全浸沒．
（3）用方法1進行實驗時，為了使圖中彈簧測力計示數(shù)變化更明顯，小明可采取的措施有：①換用密度更大的液體；②換用體積更大的物體．

Answer 1

分析 第一小組：對于下沉的物體，在水中受浮力的測量方法：①稱重法F_浮=G-F′，②測出V_排利用阿基米德原理計算F_浮；
第二小組：對于上浮的物體，還可以測出V_排利用阿基米德原理計算F_浮，注意在測量V_排時，要采取“助沉法”．

解答 解：（1）第一小組：
方法一（稱重法），物體受浮力：F_浮=G-F′=2.2N-2N=0.2N；
方法二（阿基米德原理法），
因為V_排=40mL-20mL=20mL=20cm³=20×10^-6m³，=2×10^-5m³，
所以F_浮=ρ_水V_排g=1×10³kg/m³×2×10^-5m³×10N/kg=0.2N．
（2）第二小組：要測量木塊浸沒時受的浮力，先測出V_排，要用助沉法（用細針使木塊完全浸沒），再利用阿基米德原理計算F_浮；
（3）由于彈簧測力計前后示數(shù)變化是浮力作用的結果，根據響浮力大小的因素是液體的密度和物體排開液體的體積，可采取的措施是：
一是換用密度更大的液體，二是換用體積更大的物體．
故答案為：（1）0.2；0.2；（2）2；用細針使木塊完全浸沒；（3）換用體積更大的物體．

點評 本實驗題考查了量筒的使用、彈簧測力計的使用、稱重法測浮力、阿基米德原理、排水法測固體體積（上浮的借用助沉法），知識點多，但都屬于基本實驗能力，難度不大．