Question

在“探究浮力大小與什么因素有關(guān)”時(shí)，做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)．根據(jù)要求完成下列探究過(guò)程：

（1）石塊在水中所受浮力F_浮=________N．
（2）石塊的密度為_(kāi)_______，分析四次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)你還發(fā)現(xiàn)________．
（3）將石塊從彈簧測(cè)力計(jì)上取下放入水中，在圖中畫出石塊在水中下沉的受力示意圖，（用方塊代表石塊）．

Answer 1

解：（1）彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，
由圖甲可知，指針指在3N刻度上，所以在空氣中石塊的重力為3N；
由圖乙可知，指針指在1N下面第3個(gè)小格上，示數(shù)為1N+0.2N×3=1.6N；
所以石塊在水中所受浮力F_浮=G-F_拉=3N-1.6N=1.4N．
（2）石塊完全浸沒(méi)時(shí)，排開(kāi)水的體積和本身的體積相等，
所以石塊的體積：V=V_排=；
石塊的密度：ρ_石====≈2.1×10³kg/m³；
圖丙：
空燒杯的重力，指針指在1N下面第2個(gè)小格上，示數(shù)為0.2N×2=0.4N；
燒杯和排開(kāi)水的重力，指針指在1N下面第4個(gè)小格上，示數(shù)為1N+0.2N×4=1.8N；
排開(kāi)水的重力1.8N-0.4N=1.4N，
比較浮力和排開(kāi)的水的重力發(fā)現(xiàn)，二者大小相等，即浮力的大小等于排開(kāi)的水所受的重力．
（3）重力從重心豎直向下畫，標(biāo)出符號(hào)G，浮力從重心豎直向上畫，標(biāo)出符號(hào)F，注意石塊下沉，重力大于浮力，重力的長(zhǎng)度大，如圖：

故答案為：（1）1.4；（2）2.1×10³kg/m³；浮力的大小等于排開(kāi)的水所受的重力；（3）如上圖所示．
分析：（1）根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的分度值和指針的位置，分別讀出石塊的重力和浸沒(méi)在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力，根據(jù)稱重法求出石塊受到的浮力．
（2）根據(jù)阿基米德原理求出石塊完全浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)水的體積，即為石塊的體積，再根據(jù)G=mg求出石塊的質(zhì)量，最后利用密度公式求出石塊的密度；根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的分度值和指針位置讀出空燒杯的重力、燒杯與排開(kāi)水的重力，進(jìn)一步得出排開(kāi)水的重力，然后與石塊受到的浮力相比較即可得出結(jié)論．
（3）對(duì)此時(shí)的石塊進(jìn)行受力分析可知，石塊受到豎直向下的重力和豎直向上的浮力，作用點(diǎn)均在重心上．
點(diǎn)評(píng)：本題考查了彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)、浮力的計(jì)算、阿基米德原理、密度的計(jì)算以及畫物體受力的示意圖等，涉及的知識(shí)點(diǎn)較多，綜合性強(qiáng)，難度較大．