Question

6．小辰同學(xué)在探究“浮力的大小”過(guò)程中，用彈簧測(cè)力計(jì)、石塊（不考慮吸水性）、溢水杯，小桶等進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，按照如圖所示A、B、C、D、E的步驟進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)根據(jù)圖中信息完成以下問(wèn)題：

（1）如圖A所示，用細(xì)線栓住石塊，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出其重力，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3.6N．
（2）由A、C兩圖可知，石塊所受浮力為F_浮=1.4N．
（3）有B、E兩圖可知，被排開(kāi)水的重力為G_排=1N．
（4）D步驟中溢出的水全部進(jìn)入小桶中，若關(guān)系式F_浮=G_排成立，就可驗(yàn)證著名的原理．但是分析本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)F_浮≠G_排，請(qǐng)?jiān)u估F_浮≠G_排出現(xiàn)的原因：C步驟時(shí)溢水杯中的水沒(méi)有盛滿．
（5）利用以上數(shù)據(jù)還可計(jì)算出石塊的密度是2.6×10³kg/m³．（取g=10N/kg，結(jié)果保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析 （1）彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)時(shí)，先觀察量程，然后根據(jù)指針?biāo)�在位置進(jìn)行讀數(shù)．
（2）物體在液體中受到的浮力等于在空氣中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)減去物體浸沒(méi)在液體中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．
（4）將水倒入溢水杯中時(shí)，要注意溢水杯中的水要盛滿，否則造成測(cè)量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確的現(xiàn)象，影響實(shí)驗(yàn)效果．
（5）根據(jù)圖讀出合金塊的重力和浸沒(méi)在水中時(shí)的拉力，則F_浮=G-F；根據(jù)m=$\frac{G}{g}$計(jì)算出合金塊的質(zhì)量；根據(jù)公式V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$求出金屬塊完全浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)水的體積，即等于金屬塊的體積，最后由ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算出金屬塊的密度．

解答 解：（1）由圖A可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，指針指在3N下面第3個(gè)小格上，所以在空氣中石塊的重力為G=3N+0.2N×3=3.6N．
（2）由圖A可知，彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)得石塊的重力為G=3.6N；由圖C可知，石塊浸入水中后，彈簧測(cè)力計(jì)的指針指在2N下面第2個(gè)小格上，示數(shù)為F=2N+0.2N=2.2N，石塊在水中所受浮力F_浮=G-F=3.6N-2.2N=1.4N．
（4）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)_浮＞G_排，產(chǎn)生這種現(xiàn)象的主要原因是C步時(shí)，溢杯中水沒(méi)有盛滿．
（5）由圖甲知，G=4N，由圖乙知，F(xiàn)=3N，則F_浮=G-F=4N-3N=1N；
合金塊的質(zhì)量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3.6N}{10N/kg}$=0.36kg；
由F_浮=ρ_液gV_排得，V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.4N}{1.0{×10}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.4×10^-4m³，
則ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.36kg}{1.4×1{0}^{-4}{m}^{3}}$≈2.6×10³kg/m³．
故答案為：（1）3.6．
（2）A、C；1.4．
（4）C步驟時(shí)溢水杯中的水沒(méi)有盛滿．
（5）2.6×10³．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了學(xué)生對(duì)于探究“浮力大小等于什么”這個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程的掌握，本題中小明出現(xiàn)的兩個(gè)問(wèn)題也恰恰是在做該實(shí)驗(yàn)時(shí)經(jīng)常出現(xiàn)的問(wèn)題，一定要注意．
對(duì)于（5），這是用浮力的知識(shí)測(cè)量物體的密度，關(guān)鍵是能夠根據(jù)完全浸沒(méi)時(shí)受到的浮力計(jì)算出物體的體積．