题目内容

在“验证阿基米德原理”的实验中,某同学在弹簧测力计下端用细线悬挂一金属块,记下弹簧测力计的示数F1;在量筒中盛适量的水,记下水面的示数V1,将金属块完全浸没在量筒内的水中,记下这时水面的示数V2和弹簧测力计的示数F2,如图所示.回答下列问题:
(1)实验中金属块所受浮力大小的表达式为______;
(2)量筒中水面两次示数差(V2-V1)的物理含义为______;
(3)实验中记录的实验数据如表一和表二所示,由此可以得出的初步结论:______;
(4)如果用小木块替换金属块,验证阿基米德原理.在弹簧测力计下端用细线悬挂小木块,缓慢浸入水中,当弹簧测力计示数为零时,木块在水中处于______状态.
表一
F1 (牛)F2 (牛)F1-F2 (牛)
2.61.61
表二
V1(厘米3V2(厘米3V2-V1(厘米3ρ g(V2-V1) (牛)
2503501000.98


【答案】分析:(1)金属块浸没在水中时,受重力、浮力与弹簧测力计拉力作用,由平衡条件可以求出浮力的表达式.
(2)水与金属块的体积与水的体积之差是金属块排开水的体积,即金属块的体积.
(3)分析表中实验实验,看金属块受到的浮力与金属块排开水的重力间的关系,从而得出结论.
(4)当弹簧测力计示数为零时,木块漂浮在水面上.
解答:解:(1)由题意知,金属块的重力G=F1
金属块浸入水中时,金属块受到的拉力为F2
金属块浸入水中时,受重力、浮力与弹簧测力计拉力作用,
由平衡条件得:F=F1-F2
(2)量筒中水面两次示数差(V2-V1)的物理含义为:金属块排开水的体积.
(3)由表一与表二所示实验数据可知,金属块受到的浮力是1N,
金属块排开水的重力是0.98N≈1N,由此可见:在误差允许范围内:
金属块所受浮力大小等于金属块排开水的重力.
(4)当弹簧测力计示数是零时,木块受重力与浮力作用,
木块受到重力与浮力作用,处于平衡状态,漂浮在水面上.
故答案为:(1)F=F1-F2;(2)金属块排开水的体积;
(3)金属块所受浮力大小等于金属块排开水的重力;(4)漂浮.
点评:本题考查了“验证阿基米德原理”的实验,利用了排水法测体积的方法,认真分析实验数据、对金属块与木块正确受力分析是正确解题的关键.
练习册系列答案
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(2012?杨浦区二模)在“验证阿基米德原理”的实验中,某小组同学用测力计悬挂着体积均为200厘米3的不同物体逐渐浸入到重力均为1牛的不同液体中,实验过程如图所示,他们观察并记录了测力计的示数及量筒中液体体积的变化,所有数据均记录在表中.
液体密度(克/厘米3 实验序号 测力计示数F1(牛) 测力计示数F2(牛) F1-F2
(牛)
液体体积V1(厘米3 液体体积V2(厘米3 V2-V1
(厘米3
1.0 1 5 4.5 0.5 100 150 50
2 5 4 1.0 100 200 100
3 5 3 2.0 100 300 200
4 5 0 5 100 300 200
1.2 5 1.8 1.2 0.6 125 175 50
6 1.8 0.6 1.2 125 225 100
7 1.8 0 1.8 125 275 150
①在此实验中测力计的两次示数差(F1-F2)、量筒中液面的两次示数差(V2-V1)分别表明了
浸在液体里的物体所受浮力、排开液体的体积
浸在液体里的物体所受浮力、排开液体的体积

②分析比较实验序号1与2与3(或5与6与7)可初步得出的结论:
当液体密度相同时,浸在液体中的物体受到的浮力与排开液体的体积成正比
当液体密度相同时,浸在液体中的物体受到的浮力与排开液体的体积成正比

③分析实验序号4中的数据及相关条件,产生这种现象的原因可能是
物体碰到了量筒底部
物体碰到了量筒底部

④分析比较实验序号
1与5(或2与6)
1与5(或2与6)
可初步得出的结论:当排开液体的体积相同时,液体密度越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大.
⑤要进一步分析比较表中的数据验证阿基米德原理时,需要运用公式
F1-F2g(V2-V1
F1-F2g(V2-V1
进行计算(用所测物理量表示),然后再归纳得出结论
浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力
浸在液体里的物体受到竖直向上的浮力,浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力
(2011?嘉定区一模)在“验证阿基米德原理”的实验中,各实验小组同学选用恰当的器材,分别用图所示的实验方法测量了一些数据,并通过计算记录在表格中.
实验
序号
液体的密度
(g/cm3
物体浸入液体
的体积(cm3
浮力
(N)
物体排开的液体
所受重力(N)
1 1 20 0.2 0.196
2 1 40 0.4 0.392
3 1 60 0.6 0.588
4 1.5 20 0.3 0.294
5 1.5 40 0.6 0.588
6 1.5 60 0.9 0.882
(1)分析实验序号1、2、3或4、5、6中前三列的实验数据,可得出的初步结论是
当液体的密度相同时,物体受到的浮力与物体排开液体的体积成正比
当液体的密度相同时,物体受到的浮力与物体排开液体的体积成正比

(2)分析实验序号
1、4(或2、5或3、6)
1、4(或2、5或3、6)
中的相关数据可得出的初步结论是:当物体排开液体的体积相同时,
液体的密度
液体的密度
越大,物体受到的浮力越大.
(3)甲小组同学分析了表中最后两列数据及相关条件认为这些实验数据能证明阿基米德原理,即浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小
等于
等于
物体排开的液体所受重力.
(4)乙小组同学发现最后两列数据不相等,于是他们把表格中浮力一列的数据分别改成“0.196;0.392; 0.588; 0.294;0.588;0.882”,然后也得出了验证了阿基米德原理的结论.你认为乙小组的做法
错误
错误
(选填“正确”或“错误”),理由
实验总是有误差的,要尊重实验数据,分析误差原因,不能随意修改数据
实验总是有误差的,要尊重实验数据,分析误差原因,不能随意修改数据

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