Question

15．小強為了“探究浮力的大小跟排開的液體所受重力的關系”，做了如下的實驗：（彈簧測力每小格示數(shù)是0.5N）
（1）請在A圖中畫出被測物體所受力的示意圖．
（2）你認為更合理的實驗順序是DABC．
（3）通過實驗你得到的結(jié)論是：浸在液體中的物體，所受浮力的大小等于物體排開液體所受到的重力．
（4）如果實驗中用的是水，你根據(jù)小強在實驗中獲得的數(shù)據(jù)，計算物體的體積是1×10^-4m³；你認為通過本實驗獲得的數(shù)據(jù)能（填“能”或“不能”）計算出此物體的密度．
（5）請你指出實驗中的注意事項，（說出一條即可）物體要緩慢浸入水中，彈簧測力計要盡量豎直，彈簧測力計要調(diào)零等．

Answer 1

分析 （1）物體受重力和拉力，二者是一對平衡力，根據(jù)二力平衡條件的特點畫出兩個力；
（2）要先測物體的重力和空桶的重力，然后再把物體沒入水中，測出物體受到的拉力，根據(jù)稱重法求出浮力；最后再測出桶和溢出水的重力得出排開水的重力；
（3）根據(jù)阿基米德原理進行解答；
（4）根據(jù)物體完全浸沒在水中時的浮力計算出體積；根據(jù)A測出物體的重力，可計算出其質(zhì)量，則可計算出物體的密度；
（5）在實驗中為減小誤差，應在溢水杯中裝滿水，浸入時要緩慢，測力計要豎直等．

解答 解：（1）已知彈簧測力每小格示數(shù)是0.5N，由圖A知，物體的重力G=2.5N，物體受重力和測力計的拉力作用，二者大小相等，重力方向豎直向下，拉力方向豎直向上，如圖所示：

（2）合理的實驗順序是：
D、測出空桶所受的重力；
A、測出物體所受的重力；
B、把物體浸沒在裝滿水的溢水杯中，測出物體所受的浮力，收集物體排開的水；
C、測出桶和排開的水所受的重力．
故合理的實驗順序是DABC；
（3）根據(jù)阿基米德原理，浸在液體中的物體所受的浮力，大小等于它排開液體所受的重力．
（4）由圖AB中實驗數(shù)據(jù)可知，物體受到的浮力：F_浮=G-F_拉=2.5N-1.5N=1N，
由公式F_浮=ρ_水gV_排可得，
物體的體積：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³，
本實驗獲得的數(shù)據(jù)能計算出此物體的密度，過程如下：
由公式G=mg得，
物體的質(zhì)量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{2.5N}{10N/kg}$=0.25kg，
物體的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.25kg}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.5×10³kg/m³．
（5）為了保證實驗的準確性，在操作中應該注意的事項包括：物體要緩慢浸入水中，彈簧測力計要盡量豎直，彈簧測力計要調(diào)零等．
故答案為：（1）見上圖；
（2）DABC；
（3）物體排開液體所受到的重力；
（4）1×10^-4m³；能；
（5）物體要緩慢浸入水中，彈簧測力計要盡量豎直，彈簧測力計要調(diào)零等．

點評 本題考查了“探究浮力的大小跟排開的液體所受重力的關系”的實驗中，操作順序的安排、受力分析與力的示意圖、阿基米德原理的內(nèi)容、浮力公式的運用、操作的注意事項等，綜合性較強．