Question

5．小明為了驗證阿基米德原理，做了如下實驗．他用彈簧測力計測量金屬塊浸沒在水中受到的浮力是0.2N（如圖甲所示）．利用量筒測出金屬塊排開水的體積是20cm³（如圖乙所示）．金屬塊排開的水重為0.2N，從這個實驗可知，金屬塊在水中受到的浮力等于金屬塊排開水受到的重力．（填：“大于”“小于”或“等于”）．若將水換成密度為0.8×10³kg/m³的酒精，則金屬塊所受浮力是0.16N．

Answer 1

分析 從圖中讀出金屬塊重和在水中彈簧測力計的示數(shù)，利用稱重法求金屬塊受到的浮力；
利用排水法測出排開水的體積，利用密度公式和重力公式求金屬塊排開水的重，進而比較金屬塊在水中受到的浮力與金屬塊排開水受到的重力的大小關(guān)系；
根據(jù)阿基米德原理即可求出浸沒酒精時金屬塊所受浮力．

解答 解：由甲圖可知，G=2.2N，F(xiàn)_示=2N，
金屬塊受到的浮力：
F_浮=G-F_示=2.2N-2N=0.2N；-----------①
由乙圖可知，V_排=40cm³-20cm³=20cm³，
排開水的質(zhì)量：
m_排=ρV=1g/cm³×20cm³=20g=0.02kg，
排開水的重：
G_排=m_排g=0.02kg×10N/kg=0.2N；-----------②
由①②可得：F_浮=G_排；
由于金屬塊浸沒在水中，則金屬塊體積V=V_排=20cm³，
若將水換成密度為0.8×10³kg/m³的酒精，則V_排′=V=20cm³=2×10^-5m³，
所以，浮力F_浮′=ρ_酒精gV_排=0.8×10³kg/m³×10N/kg×2×10^-5m³=0.16N．
故答案為：0.2N；20cm³；0.2；等于；0.16N．

點評 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，雖知識點多，但都屬于基本實驗能力，難度不大．