Question

18．為了探究“浸在液體中的物體所受的浮力大小跟它排開液體的重力關(guān)系”進(jìn)行如圖實(shí)驗(yàn)：

（1）圖B中用細(xì)線將石塊系在彈簧測(cè)力計(jì)下，則可測(cè)出它的重力大小，原因是其與彈簧測(cè)力計(jì)的拉力是一對(duì)平衡力（選填“是”或“不是”）
（2）將石塊浸入裝滿水的溢水杯中如圖C，石塊所受的浮力F_浮=0.5N；
（3）比較C和D可知，物體浸在液體中所受浮力大小跟浸沒的深度無(wú)關(guān)（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）
（4）若換用酒精重做實(shí)驗(yàn)，測(cè)力計(jì)在A、B、C、E步驟中對(duì)應(yīng)的示數(shù)分別是F_A、F_B、F_C和F_D，若關(guān)系式F_B-F_C=F_E-F_A也成立，則也可以得出結(jié)論：F_浮=G_排
（5）石塊的密度是4×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）二力平衡的條件是作用在同一物體上的兩個(gè)力，必須大小相等、方向相反，且在一條直線上，這兩個(gè)力才彼此平衡，這四個(gè)條件必須同時(shí)具備．
（2）根據(jù)公式F_浮=G-F計(jì)算合金塊受到的浮力；
（3）比較兩圖中的區(qū)別及浮力的大小變化，得出結(jié)論；
（4）物體受到的浮力大小等于物體的重力和物體浸入液體時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的差．
（5）根據(jù)物體的重力計(jì)算出其質(zhì)量，根據(jù)排開水的體積得知金屬塊的體積，由公式ρ=$\frac{m}{V}$計(jì)算出金屬塊的密度．

解答 解：（1）用細(xì)線將石塊系在彈簧測(cè)力計(jì)下，則可測(cè)出它的重力大小，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體所受的重力時(shí)，物體所受的重力與彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)它的拉力大小相等、方向相反，且在一條直線上，是一對(duì)平衡力．
（2）由圖B知，金屬塊的重力G=2.0N，由圖C知，金屬塊受到的拉力F=1.5N，所以F_浮=G-F=2.0N-1.5N=0.5N；
（3）由圖C、D知，金屬塊浸沒在水中的深度不同，但測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變即浮力大小不變，得合金塊在水中所受浮力與浸沒的深度無(wú)關(guān)；
（4）F_B-F_C是物體浸入液體時(shí)受到的浮力，F(xiàn)_E-F_A是物體排開液體的重力，如果F_B-F_C=F_E-F_A時(shí)，物體浸入液體受到的浮力大小等于物體排開液體的重力，阿基米德原理就成立．
（5）由F_浮=ρ_水gV_排得，V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.5N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.5×10^-4m³
金屬塊的質(zhì)量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{2.0N}{10N/kg}$=0.2kg，
所以ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.2kg}{0.5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=4×10³kg/m³．
故答案為：（1）重力；是；（2）0.5；（3）無(wú)關(guān)；（4）F_B-F_C=F_E-F_A；（5）4×10³．

點(diǎn)評(píng) 此題是探究浸在液體中的物體所受的浮力跟它排開液體所受重力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，考查了學(xué)生對(duì)實(shí)驗(yàn)的掌握及理解，并考查了有關(guān)浮力及浮力變形公式的應(yīng)用，同時(shí)考查了有關(guān)密度的計(jì)算．