Question

3．為了“探究浮力的大小跟排開的液體所受重力的關(guān)系”，小明做了如下的實(shí)驗(yàn)（彈簧測力計(jì)每小格示數(shù)為0.5N）：

（1）請?jiān)趫DA中畫出被測石塊所受拉力的示意圖．
（2）若圖中的字母表示實(shí)驗(yàn)操作步驟，則合理的實(shí)驗(yàn)順序應(yīng)該是EBACD，你得到的結(jié)論應(yīng)該是：浸在液體中的物體，所受浮力的大小等于它排開液體所受的重力．
（3）請你根據(jù)圖中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，計(jì)算石塊的密度為4×10³kg/m³．
（4）為了準(zhǔn)確測量實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，實(shí)驗(yàn)前除了注意彈簧測力計(jì)要調(diào)零、避免指針和周邊摩擦，實(shí)驗(yàn)操作時(shí)還要注意物體要緩慢浸入水中，彈簧測力計(jì)要盡量豎直，彈簧測力計(jì)要調(diào)零等．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)彈簧測力計(jì)讀出拉力的大小，再畫出拉力；
（2）要先測物體的重力和空桶的重力，然后再把物體沒入水中，測出物體受到的拉力，根據(jù)稱重法求出浮力；最后再測出桶和溢出水的重力得出排開水的重力；根據(jù)阿基米德原理進(jìn)行解答；
（3）根據(jù)物體完全浸沒在水中時(shí)的浮力計(jì)算出體積；根據(jù)A測出物體的重力，可計(jì)算出其質(zhì)量，則可計(jì)算出物體的密度；
（4）在實(shí)驗(yàn)中為減小誤差，應(yīng)在溢水杯中裝滿水，浸入時(shí)要緩慢，測力計(jì)要豎直等．

解答 解：（1）已知彈簧測力每小格示數(shù)是0.5N，由圖A知，石塊受的拉力F=2N，拉力方向豎直向上，如圖所示：

（2）合理的實(shí)驗(yàn)順序是：
E、測出空桶所受的重力；
B、把物體浸沒在裝滿水的溢水杯中；
A、測出物體所受的重力；
C、測出物體所受的浮力，收集物體排開的水；
D、測出桶和排開的水所受的重力．
故合理的實(shí)驗(yàn)順序是EBACD；
根據(jù)阿基米德原理，浸在液體中的物體所受的浮力，大小等于它排開液體所受的重力．
（3）由圖AC中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，物體受到的浮力：F_浮=G-F_拉=2N-1.5N=0.5N，
由公式F_浮=ρ_水gV_排可得，
物體的體積：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.5N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.5×10^-4m³，
由公式G=mg得，
物體的質(zhì)量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{2N}{10N/kg}$=0.2kg，
物體的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.2kg}{0.5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=4×10³kg/m³．
（4）為了保證實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，在操作中應(yīng)該注意的事項(xiàng)包括：物體要緩慢浸入水中，彈簧測力計(jì)要盡量豎直，彈簧測力計(jì)要調(diào)零等．
故答案為：（1）如上圖；（2）EBACD；它排開液體所受的重力；（3）4×10³；（4）物體要緩慢浸入水中，彈簧測力計(jì)要盡量豎直，彈簧測力計(jì)要調(diào)零等．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了“探究浮力的大小跟排開的液體所受重力的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，操作順序的安排、受力分析與力的示意圖、阿基米德原理的內(nèi)容、浮力公式的運(yùn)用、操作的注意事項(xiàng)等，綜合性較強(qiáng)．