Question

【題目】在“驗證阿基米德原理”的實驗中，某同學(xué)在彈簧測力計下端用細線懸掛一金屬塊，記下彈簧測力計的示數(shù)F1；在量筒中盛適量的水，記下水面的示數(shù)V1，將金屬塊完全浸沒在量筒內(nèi)的水中，記下這時水面的示數(shù)V2和彈簧測力計的示數(shù)F2，如圖所示�；卮鹣铝袉栴}：

（1）實驗中金屬塊所受浮力大小的表達式為_____；

（2）量筒中水面兩次示數(shù)差(V2- V1)的物理含義為_________________；

（3）實驗中記錄的實驗數(shù)據(jù)如表一和表二所示，由此可以得出的初步結(jié)論：_________；

（4）如果用小木塊替換金屬塊，驗證阿基米德原理。在彈簧測力計下端用細線懸掛小木塊緩慢浸入水中，當彈簧測力計示數(shù)為零時木塊在水中處于___狀態(tài)。

Answer 1

【答案】F浮 = F1—F2 物體排開液體（水）的體積 浸在液體（水）中的物體受到液體（水）向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體（水）受到的重力 平衡（靜止）

【解析】

（1）金屬塊浸沒在水中時，受重力、浮力與彈簧測力計拉力作用，由平衡條件可以求出浮力的表達式；
（2）水與金屬塊的體積與水的體積之差是金屬塊排開水的體積，即金屬塊的體積；
（3）分析表中實驗實驗，看金屬塊受到的浮力與金屬塊排開水的重力間的關(guān)系，從而得出結(jié)論；
（4）當彈簧測力計示數(shù)為零時，木塊漂浮在水面上。

（1）由題意知，金屬塊的重力G=F1，金屬塊浸入水中時，金屬塊受到的拉力為F2，金屬塊浸入水中時，受重力、浮力與彈簧測力計拉力作用，由平衡條件得：F浮=F1-F2；

（2）V1是水的體積，V2是金屬塊和水的總體積，量筒中水面兩次示數(shù)差（V2-V1）等于金屬塊排開水的體積；

（3）由表一與表二所示實驗數(shù)據(jù)可知，金屬塊受到的浮力是F浮=F1-F2=2.6N-1.6N=1N，

金屬塊排開水的重力是G排=ρ水g(V1-V2)=0.98N≈1N，由此可見：在誤差允許范圍內(nèi)：金屬塊所受浮力大小等于金屬塊排開水的重力。
（4）當彈簧測力計示數(shù)是零時，漂浮在水面上，木塊受重力與浮力作用，處于平衡狀態(tài)。