Question

【題目】小聰同學在學習了阿基米德原理時想到“物體受到浮力大小可能還跟物體的密度有關？”、“沒有天平和量筒，只用彈簧測力計和水也能測鐵塊等的密度”，他選取了兩塊體積和形狀都相同的實心銅塊和鐵塊（已知銅的密度大于鐵的密度），進行了如圖的實驗。

（1）步驟C中的鐵塊在水中所受到的浮力為________N。

（2）驗證物體所受的浮力大小是否與物體的密度有關？

小聰應該選取如圖中的_______等步驟（填字母符號）進行對比，根據他所選擇的幾個圖中彈簧測力計的示數(shù)可以知道銅塊受到的浮力______（選填“大于”、“等于”或“小于”）鐵塊受到的浮力。由此得出物體所受的浮力大小與物體的密度_______（選填“有關”或“無關”）。

（3）按照如圖中的A、C、D步驟實驗，可以得出的結論是：___________________。

（4）利用本實驗的數(shù)據，測得鐵塊的密度大小是_________kg/m3。

Answer 1

【答案】 0.3 ABDE 等于 無關 物體排開的液體體積越大，受到的浮力越大 8.0×103

【解析】解答：(1)已知鐵塊的重力為G=4N,部分浸入水中時,彈簧測力計的示數(shù)為F=3.7N,所以受到的浮力為F浮=GF=4N3.7N=0.3N；(2)要驗證物體受到的浮力與物體密度的關系，需要分別測出體積相同的鐵塊和銅塊的重力，然后金屬塊浸沒在水中，分別讀出彈簧測力計的拉力，最后利用稱重法計算金屬塊受到的浮力，所以實驗過程為ABDE；

鐵塊受到的浮力為F鐵=4N3.5N=0.5N,銅塊受到的浮力為F銅=4.4N3.9N=0.5N，所以銅塊受到的浮力等于鐵塊受到的浮力，說明物體所受的浮力大小與物體的密度無關；

(3)由實驗步驟A. C. D可以看出，鐵塊排開水的體積越大，彈簧測力計的拉力越小，也就是鐵塊受到的浮力越大，所以實驗結論是：物體排開的液體體積越大，受到的浮力越大；

(4)由實驗步驟D得鐵塊此時受到的浮力為0.5N，所以鐵塊的體積為V=V排=F浮/ρ水g=0.5N/(1.0×103kg/m3×9.8N/kg)≈0.5×104m3鐵塊的密度為ρ=m/V=G/Vg=4N/(0.5×104m3×9.8N/kg)≈8×103kg/m3