题目内容

为了探究物体的浮沉条件,实验室提供了如下器材:弹簧测力计、量筒、烧杯、金属块、木块(不吸水)、细线、水、细铁丝.
(1)小明想探究金属块的下沉条件.实验中,他用称重法测量了物体受到的浮力:
①如图所示,用弹簧测力计测出金属块在空气中重力G=______;
②将金属块浸没在水中,可得到小金属块所受的浮力F=______.
③由此可得物体在水中下沉的条件是______.
④小明发现此实验还可得到金属块的密度为______kg/m3
(2)小红想探究木块上浮的条件.实验中她需要测出木块浸没在水中时所受到的浮力,若采用小明的称重法测,你认为可行吗?______.若可行,请你写出还应采取的措施;若不可行,请你利用本题中所提供的器材另外设计实验.(请将本题答案写在下面的横线上)
______.
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(1)①如图所示,弹簧测力计的分度值是0.2N,则金属块在空气中重力G=2.2N;
②将金属块浸没在水中,测力计对金属块的拉力F′=2N,小金属块所受的浮力F=G-F′=2.2N-2N=0.2N.
③金属块的重力G=2.2N,金属块受到的浮力F=0.2N,由此可得物体在水中下沉的条件是F<G.
④由于金属块完全浸没在水中,则V=V
已知:G=ρgV,即V=
G
ρg

FgV,即V=
F
ρg

则:
G
ρg
=
F
ρg
,所以有:ρ=
Gρ
F
=
2.2N×1.0×103kg/m3
0.2N
=11×103kg/m3
(2)由于木块不下沉,不能直接测量木块受到浮力的大小,所以不能用称重法探究木块上浮的条件.
实验中要想需要测出木块浸没在水中时所受到的浮力,可采用如下步骤:
①在量筒中装入适量的水,记下体积V1
②将木块放入量筒的水中,并用细铁丝将木块全部按入水中,记下此时的体积V2
③利用阿基米德原理F=Gg(V2-V1)即可求得木块浸没在水中时受到的浮力.
故答案为:(1)①2.2N;②0.2N;③F<G;④11×103kg/m3
(2)不行;
实验步骤:①在量筒中装入适量的水,记下体积V1
②将木块放入量筒的水中,并用细铁丝将木块全部按入水中,记下此时的体积V2
③利用阿基米德原理F=Gg(V2-V1)即可求得木块浸没在水中时受到的浮力.
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