Question

甲乙兩位同學(xué)分別對“物體的浮沉條件”進行了探究．

（1）甲同學(xué)的探究方案

實驗器材：彈簧測力計（量程0～5N，分度值0.2N）、天平（帶砝碼盒）、量筒及水、蠟塊（10g左右）

探究問題：蠟塊的上浮條件．

實驗過程：

①首先測量蠟塊的重力：方案一是用彈簧測力計直接測出蠟塊的重力；方案二是用天平測出蠟塊的質(zhì)量，再求出重力．

你支持方案           ，理由是                                      ．

②測量蠟塊受到的浮力：量筒中放入適量的水，把蠟塊放在水中浮在水面時，測出蠟塊排開水的體積，用阿基米德原理求出浮力．你認為上述操作存在的問題是              

                               ．

③通過比較蠟塊的重力和受到的浮力，可知物體上浮的條件．

（2）乙同學(xué)的探究方案

實驗器材：裝有水的大燒杯、蠟塊、鐵釘（見圖）．

探究問題：蠟塊的下沉條件．

實驗過程：把蠟塊浸沒在水中，松手后，發(fā)現(xiàn)

蠟塊要上浮直至漂浮在水面．為了使浸沒在水中的蠟塊會下沉，設(shè)計了兩種實驗方案．

方案一：將一根鐵釘全部插入蠟塊中，然后將蠟塊浸沒在水中松手，發(fā)現(xiàn)蠟塊沉入水底．

方案二：用同樣的鐵釘，但只將其部分插入蠟塊中，將蠟塊浸沒在水中松手，發(fā)現(xiàn)蠟塊也沉入水底．

①從物體受力的角度看，在蠟塊中插入鐵釘是為了改變             的大小．

②能夠得到的實驗結(jié)論是：                                     ．

③雖然兩種方案的實驗結(jié)果基本一致，但老師認為方案一更科學(xué)．你認為老師這樣評價的主要理由是                                              ．

 

Answer 1

【答案】

（1）（1分）①二；     （2分） 因為彈簧秤的分度值大于蠟塊的重力．（2分）②蠟塊沒有浸沒在水中；（2）（1分）①重力（2分）②物體的重力大于浮力時，物體下沉（2分）③方案一是在改變物體重力的同時，控制了浮力不變這一條件．

【解析】（1）①蠟塊的重力：

G=mg=9×10-3kg×10/N/kg=0.09N＜0.2N，

即：蠟塊的重力小于彈簧測力計的分度值，無法直接精確測量，

所以，支持方案二；

②把蠟塊放在水中浮在水面時，測出蠟塊排開水的體積，這樣用阿基米德原理求出的浮力不是蠟塊浸沒在水中受到的浮力．應(yīng)該利用“助沉法”使蠟塊浸沒在水中，測出蠟塊排開水的體積；

故答案為：①二；因為彈簧秤的分度值大于蠟塊的重力． ②蠟塊沒有浸沒在水中；

（2）在蠟塊中插入鐵釘，蠟塊的重力增大；當(dāng)重力大于浮力時，物體就會下沉；

方案一：將一根鐵釘全部插入蠟塊，在改變重力的同時浮力是不變的；

方案二：沒有將鐵釘全部插入蠟塊，在改變重力的同時，蠟塊排開液體的體積增大，根據(jù)F_浮=ρ_液gV_排可知浮力變大，無法找到浮力和重力的關(guān)系．