Question

某同學在“探究浮力大小與什么有關”時，做了如圖所示的實驗．
甲：在空氣中測石塊所受的重力G
乙：石塊浸入水中后，彈簧測力計的示數(shù)G′
丙：測石塊排開水所受的重力G_排
根據(jù)要求完成下列探究過程：
（1）石塊的重力G=

3.0

N．
（2）由圖可得石塊所受浮力F_浮=

1.4

N．
（3）石塊排開水所受到的重力G_排=

1.4

N．
（4）比較F_浮和G_排的大小，可以發(fā)現(xiàn)：F_浮

=

G_排．（選填“＞”、“＜”、“=”）
（5）石塊的密度為

2.1×10³

．（結果保留一位小數(shù)）

Answer 1

分析：①讀取彈簧測力計的示數(shù)時，首先要認清分度值和指針所指示的刻度；
②物體在液體中受到的浮力等于在空氣中時彈簧測力計的示數(shù)減去物體浸沒在液體中彈簧測力計的示數(shù)；
③已知石塊浸沒在水中受到的浮力和水的密度，利用阿基米德原理變形公式得到石塊排開水的體積，也就是石塊的體積；已知石塊的重力，可以得到質(zhì)量，已知質(zhì)量和體積，利用公式ρ=

m

V

得到密度．

解答：解：（1）彈簧測力計的分度值為0.2N，指針指在3N刻度上，所以在空氣中石塊的重力為G=3N；
（2）石塊浸入水中后，彈簧測力計的指針指在1N下面第3個小格上，示數(shù)為F=1N+0.2N×3=1.6N，石塊在水中所受浮力F_浮=G-F=3N-1.6N=1.4N；
（3）空桶的重力為0.4N，空桶和石塊排開的水總重力為1.8N，所以石塊排開水所受的重力G_排=1.8N-0.4N=1.4N；
（4）比較浮力和排開的水的重力發(fā)現(xiàn)，二者大小相等，浮力的大小等于排開的水所受的重力，即F_浮=G_排．
（5）∵F_浮=ρ_水gV_排，
∴石塊的體積為V=V_排=

F浮

ρ水g

=

1.4N

1×103kg/m3×9.8N/kg

≈1.4×10^-4_m3，
石塊的密度為ρ=

m

V

=

G

Vg

=

3N

1.4×10-4m3×9.8N/kg

≈2.1×10³kg/m³．
故答案為：（1）3；（2）1.4；（3）1.4（4）=；（5）2.1×10³．

點評：浸在液體中的物體受到浮力的作用，浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力，由本實驗可以驗證著名的阿基米德原理，同時此題還為我們提供了一種測量密度大于水的固體的密度的方法．