Question

13．為了探究物體的浮沉條件，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：彈簧測力計(jì)、量筒、燒杯、金屬塊、木塊、細(xì)線、細(xì)鐵絲、水及其他簡單輔助器材．
第一小組：探究金屬塊的下沉條件．
實(shí)驗(yàn)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1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2所示，則排開水的體積為20mL，根據(jù)F_浮=G_排=ρ_水gV_排可計(jì)算出浮力．
通過比較可知，金屬塊在水中下沉的原因是：物體完全浸沒時(shí)，物體所受的浮力小于物體的重力．
第二小組：探究木塊上浮的條件．要測量木塊浸沒時(shí)的浮力，你準(zhǔn)備選用上述的方法2（選填“1”或“2”），并簡要說明操作中還應(yīng)采取的措施：用針將木塊完全壓入水中．
在生活中，我們不需要測量，也能直接判斷出木塊、塑料泡沫等物體在水中是上浮的．我們運(yùn)用是通過比較木塊和水的密度的方法來判斷物體的浮沉的．

Answer 1

分析 （1）由圖讀出金屬塊在空氣中重G、金屬塊浸沒在水中的彈簧測力計(jì)的示數(shù)F_示，利用稱重法求金屬塊所受的浮力；
（2）量筒兩次讀數(shù)之差就是金屬塊的體積，根據(jù)阿基米德原理求出受到的浮力；物體受到的重力大于浮力時(shí)，物體將下沉；
（3）由于木塊的密度小，會(huì)漂浮在水中，在不施加外力的情況下，無法浸沒在水中，因此需考慮使用針壓法來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
（4）根據(jù)阿基米德原理F_浮=ρ_液gV_排和G=mg=ρ_物gV_物可知：
對于實(shí)心的物體則有：ρ_物＜ρ_液，物體會(huì)漂浮；ρ_物＞ρ_液，物體會(huì)下沉；ρ_物=ρ_液，物體會(huì)懸�。�

解答 解：
第一小組：
方法一（稱重法），物體受浮力：F_浮=G-F′=1.2N-1N=0.2N；
方法二（阿基米德原理法），
因?yàn)閂_排=30mL-10mL=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；
通過比較可知，金屬塊在水中下沉的原因是：物體完全浸沒時(shí)，物體所受的浮力小于物體的重力．
第二小組：由于木塊不下沉，不能直接測量木塊受到浮力的大小，要測量木塊浸沒時(shí)的浮力應(yīng)選方法2，用針將木塊完全壓入水中．
在生活中，可以通過比較物體的密度與液體密度的大小來判斷物體的浮沉，當(dāng)ρ_物＜ρ_液時(shí)，則物體上浮；當(dāng)ρ_物＞ρ_液 時(shí)，物體下沉； 當(dāng)ρ_物=ρ_液時(shí)，物體懸�。�
故答案為：0.2；20；物體所受的浮力小于物體的重力；2；用針將木塊完全壓入水中；密度．

點(diǎn)評(píng) 本實(shí)驗(yàn)題考查了量筒的使用、彈簧測力計(jì)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(shí)點(diǎn)多，但都屬于基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰Γ�難度不大．