Question

12．為了探究物體的浮沉條件，實驗室提供了如下器材：彈簧測力計、量筒、燒杯、金屬塊、木塊、細(xì)線、水及其他簡單輔助器材．

第一小組：探究金屬塊的下沉條件．實驗中，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（甲）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（乙）所示，則排開水的體積為20mL，根據(jù)F_浮=G_浮=p_水V_排g可計算處金屬塊受到的浮力0.2N．
由此可得物體在水中下沉的條件是物體所受浮力小于重力．
第二小組：探究木塊上浮的條件．要測木塊浸沒時的浮力，你準(zhǔn)備選用上述兩方法中的方法2（選填“1”或“2”），若采用該方法還應(yīng)采取的措施：用針將木塊完全壓入水中．

Answer 1

分析 第一小組：對于下沉的物體，在水中受浮力的測量方法：①稱重法F_浮=G-F′，②測出V_排利用阿基米德原理計算F_浮；根據(jù)浮力與重力的關(guān)系可得出物體下沉的條件；
第二小組：對于上浮的物體，還可以測出V_排利用阿基米德原理計算F_浮，注意在測量V_排時，要采取“助沉法”．

解答 解：第一小組：
方法1：（稱重法），物體受浮力：F_浮=G-F′=2.2N-2N=0.2N；
方法2（阿基米德原理法），
因為V_排=40mL-20mL=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．
由此可得物體在水中下沉的條件是物體所受浮力小于重力．
第二小組：要測量木塊浸沒時受的浮力，可選擇方法2，先測出V_排，要用助沉法（用細(xì)針使木塊完全浸沒），再利用阿基米德原理計算F_浮；
故答案為：0.2；20；0.2；物體所受浮力小于重力；2；用針將木塊完全壓入水中．

點(diǎn)評 本實驗題考查了量筒的使用、彈簧測力計的使用、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），知識點(diǎn)多，但都屬于基本實驗?zāi)芰�，難度不大．