Question

7．小明將一個乒乓球壓入水中的過程中．明顯感受到浮力的作用，他想設(shè)計一個實驗測出乒乓球剛好浸沒到水中時受到的浮力（水的密度用ρ_水表示）．實驗提供的器材如圖所示：
（1）請你從圖中選出實驗所必需的實驗器材：B、C、E；
（2）為了完成實驗任務(wù)．需要測量的物理量是：空燒杯的質(zhì)量，溢出的水和燒杯的總質(zhì)量；
（3）乒乓球所受浮力的表達(dá)式為：F=（m₂-m₁）g；
（4）實驗評估：測出的乒乓球受到的浮力會偏大（填“偏大”或“偏小”）

Answer 1

分析 （1）根據(jù)阿基米德原理，物體在液體中受到的浮力等于其排開液體的重力，即F_浮=G_排，實驗中最關(guān)鍵的是能夠想辦法測出G_排，根據(jù)給出的器材，最好的方法是測出排出水的質(zhì)量，根據(jù)密度公式變形計算排出水的體積，然后利用阿基米德原理得出G_排．
（2）實驗評估：將乒乓球壓入水中，用手指或針會使測得排開水的體積或質(zhì)量偏大，據(jù)此分析．

解答 解：（1）實驗所必需的實驗器材：溢水杯，燒杯，托盤天平；
（2）①先用天平測出空燒杯的質(zhì)量m₁；
②在溢水杯中盛滿水，將燒杯放在溢水口的下方，用手指或細(xì)針將乒乓球剛好浸沒到水中，用天平測出燒杯和溢出水的總質(zhì)量m₂，
（3）用總質(zhì)量減去空燒杯的質(zhì)量即為排開水的質(zhì)量，即m_排=m₂-m₁；
根據(jù)阿基米德原理可得，乒乓球剛好浸沒到水中時受到的浮力：F=G_排=m_排g=（m₂-m₁）g；
（4）用手指或細(xì)針將乒乓球壓入水中時，會使排開水的質(zhì)量偏大，根據(jù)阿基米德原理可知，浮力的測量值偏大．
故答案為：
（1）B、C、E；（2）空燒杯的質(zhì)量，溢出的水和燒杯的總質(zhì)量；（3）（m₂-m₁）g；（4）偏大．

點評 本題主要考查了阿基米德原理的應(yīng)用，關(guān)鍵要注意減小測量誤差．