Question

13．為了探究物體的浮沉條件，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材；彈簧測(cè)力計(jì)、量筒、燒杯、金屬塊、小木塊（能放進(jìn)量筒，體積小于金屬塊）、細(xì)線、水、細(xì)鐵針．
第一小組：探究金屬塊下沉條件，實(shí)驗(yàn)中，它們用兩種方法測(cè)量物體受到的浮力：
方法1：測(cè)量過程及示數(shù)如圖1甲、乙所示．
（1）用圓點(diǎn)A代表金屬塊，請(qǐng)?jiān)诒麍D中畫出金屬塊在圖乙狀態(tài)時(shí)所受的拉力和重力；
（2）并分析得出金屬塊所受浮力的大小為0.2N．
方法2：測(cè)量過程與示數(shù)如圖2所示，則排開水的體積為20mL．
根據(jù)F_浮=G_排=p_水V_排g 可計(jì)算出浮力．比較浮力與重力的大小，得出下沉條件．
第二小組：探究小木塊上浮條件．要測(cè)量木塊浸沒時(shí)的浮力，請(qǐng)選用上述兩方法中的其中一種進(jìn)行測(cè)量．你選用實(shí)驗(yàn)方法2（選填“1”或“2”）
還應(yīng)采取的操作是用細(xì)針使木塊完全浸沒．
比較浮力與重力的大小，得出上浮條件．

Answer 1

分析 第一小組：對(duì)于下沉的物體，在水中受浮力的測(cè)量方法：①稱重法F_浮=G-F′，②測(cè)出V_排利用阿基米德原理計(jì)算F_浮；
第二小組：對(duì)于上浮的物體，還可以測(cè)出V_排利用阿基米德原理計(jì)算F_浮，注意在測(cè)量V_排時(shí)，要采取“助沉法”．

解答 解：第一小組：
方法一（稱重法），由圖甲知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，示數(shù)為2.2N，乙的示數(shù)為2N，所以物體受浮力：F_浮=G-F′=2.2N-2N=0.2N；
方法二（阿基米德原理法），
由圖2知，物體排開水的體積：V_排=40mL-20mL=20mL=20cm³=20×10^-6m³=2×10^-5m³，
F_浮=ρ_水V_排g=1×10³kg/m³×2×10^-5m³×10N/kg=0.2N．
第二小組：要測(cè)量木塊浸沒時(shí)受的浮力，先測(cè)出V_排，可用細(xì)針使木塊完全浸沒，再利用阿基米德原理計(jì)算F_浮；
故答案為：0.2；20；2；用細(xì)針使木塊完全浸沒．

點(diǎn)評(píng) 本實(shí)驗(yàn)題考查了量筒的使用、彈簧測(cè)力計(jì)的使用、稱重法測(cè)浮力、阿基米德原理、排水法測(cè)固體體積（上浮的借用助沉法），知識(shí)點(diǎn)多，但都屬于基本實(shí)驗(yàn)?zāi)芰�，難度不大．