Question

14．小強(qiáng)為了探究物體所受浮力的大小跟其排開(kāi)的液體所受重力的關(guān)系，做了如下的實(shí)驗(yàn)（彈簧測(cè)力計(jì)每小格示數(shù)是0.5N）：

（1）請(qǐng)?jiān)趫DA中畫出被測(cè)物體所受力的示意圖．
（2）你認(rèn)為更合理的實(shí)驗(yàn)順序是DABC．
（3）通過(guò)實(shí)驗(yàn)?zāi)愕玫降慕Y(jié)論是：浸在液體中的物體，所受浮力的大小等于物體排開(kāi)液體的重力．
（4）請(qǐng)你根據(jù)小強(qiáng)在實(shí)驗(yàn)中獲得的數(shù)據(jù)，計(jì)算出物體的體積是1×10^-4m³；你認(rèn)為通過(guò)本實(shí)驗(yàn)獲得的數(shù)
據(jù)能（選填“能”或“不能”）計(jì)算出此物體的密度．
（5）請(qǐng)你指出實(shí)驗(yàn)中的注意事項(xiàng)，物體要緩慢浸入水中（或彈簧測(cè)力計(jì)要盡量豎直，或彈簧測(cè)力計(jì)要調(diào)零）．（說(shuō)出一條即可）

Answer 1

分析 （1）物體受重力和拉力，二者是一對(duì)平衡力，根據(jù)二力平衡條件的特點(diǎn)畫出兩個(gè)力；
（2）要先測(cè)物體的重力和空桶的重力，然后再把物體沒(méi)入水中，測(cè)出物體受到的拉力，根據(jù)稱重法求出浮力；最后再測(cè)出桶和溢出水的重力得出排開(kāi)水的重力；
（3）比較浮力與排開(kāi)水的重得出結(jié)論；
（4）根據(jù)物體完全浸沒(méi)在水中時(shí)的浮力計(jì)算出體積；根據(jù)A測(cè)出物體的重力，可計(jì)算出其質(zhì)量，則可計(jì)算出物體的密度；
（5）在實(shí)驗(yàn)中為減小誤差，應(yīng)在溢水杯中裝滿水，浸入時(shí)要緩慢，測(cè)力計(jì)要豎直等．

解答 解：（1）已知彈簧測(cè)力計(jì)每小格示數(shù)是0.5N，由圖A知，物體的重力G=2.5N，物體受重力和測(cè)力計(jì)的拉力作用，二者大小相等，重力方向豎直向下，拉力方向豎直向上，如圖所示：
（2）為了操作方便和減小實(shí)驗(yàn)誤差，合理的實(shí)驗(yàn)順序是：
D、測(cè)出空桶所受的重力；
A、測(cè)出物體所受的重力；
B、把物體浸沒(méi)在裝滿水的溢水杯中，測(cè)出物體所受的浮力，收集物體排開(kāi)的水；
C、測(cè)出桶和排開(kāi)的水所受的重力．
故合理的實(shí)驗(yàn)順序是DABC；
（3）已知測(cè)力計(jì)每小格示數(shù)是0.5N，由圖A知，物體的重力G=2.5N，
物體浸沒(méi)在水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F_示=1.5N，
物體浸沒(méi)時(shí)受到的浮力大�。篎_浮=G-F_示=2.5N-1.5N=1N，
由圖C、D知，物體排開(kāi)的水重G_排=1.5N-0.5N=1N，
所以，物體所受的浮力大小等于它排開(kāi)液體所受的重力；
（4）根據(jù)第3小題可知，物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力：F_浮=1N，
由公式F_浮=ρ_水gV_排可得，V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{{10}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³，
因浸沒(méi)，V_物=V_排=1×10^-4m³，
物體的重力G=2.5N，可以求物體的質(zhì)量，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$可知，能計(jì)算物體的密度．
（5）為了保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，在操作中應(yīng)該注意的事項(xiàng)包括：物體要緩慢浸入水中，彈簧測(cè)力計(jì)要盡量豎直，彈簧測(cè)力計(jì)要調(diào)零等．
答案為：（1）如上圖所示；
（2）DABC；
（3）物體排開(kāi)液體所受到的重力；
（4）1×10^-4；能；
（5）物體要緩慢浸入水中（或彈簧測(cè)力計(jì)要盡量豎直，或彈簧測(cè)力計(jì)要調(diào)零，答案合理即可）．

點(diǎn)評(píng) 本題“探究浮力的大小跟排開(kāi)的液體所受重力的關(guān)系”，涉及實(shí)驗(yàn)操作順序、受力分析與力的示意圖、密度的知識(shí)、阿基米德原理的內(nèi)容、浮力公式的運(yùn)用、操作的注意事項(xiàng)等，綜合性較強(qiáng)．