题目内容
【题目】同学利用如图所示的装置验证阿基米德原理。A、B为两个规格相同的弹簧秤,B弹簧所挂的塑料袋质量忽略不计,用升降台调节溢水杯的高度,来控制物体排开水的体积。
(1)实验中,同学们逐渐调高升降台,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧秤A的示数逐渐减小,待重物完全浸没后,逐渐调高平台,弹簧秤A的示数不变。实验表明:浸在液体中的物体受到的浮力大小与_____有关,当完全浸没后,与_____无关。
(2)当重物逐渐浸入的过程中,溢出的水逐渐流入塑料袋中。观察到弹簧秤A的示数的减小的值_____弹簧秤B的示数增大的值,得出结论:浸在液体中物体受到的浮力的大小等于排开液体所受到的重力。
(3)当物体有一半浸没时,弹簧测力计A的示数为弹簧测力计B的示数的7倍,则该物体的密度为_____kg/m3。
【答案】排开液体的体积 深度 等于 4×103
【解析】
(1)逐渐调高平台,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧测力计的示数减小,重物受到的浮力增大;重物完全浸没后,逐渐调高平台,弹簧测力计的示数不变,则重物受到的浮力不变;
实验表明:浸在液体中的物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关;当完全浸没后,与深度无关。
(2)根据F浮=G﹣F示可知,弹簧秤A示数的减小值等于浮力的大小;排开的水流入薄塑料袋中,弹簧秤B测排开水的重力,即弹簧秤B的示数增大值为排开水的重力;根据阿基米德原理可知,弹簧秤A减小的数值(浮力)等于弹簧秤B增大的数值(排开水的重力),由此可以验证阿基米德原理。
(3)已知当物体有一半浸没时,弹簧测力计A的示数为弹簧测力计B的示数的7倍,即F示A=7F示B;
根据称重法可得F示A=G﹣F浮,由阿基米德原理可得F示B=G排=F浮,
所以有:G﹣F浮=7F浮,
则物体受到的浮力:F浮=,
由F浮=ρ水gV排可得,物体排开水的体积:V排===,
因物体有一半浸没在水中,则物体的体积:V=2V排=2×=,
物体的密度:
ρ===4ρ水=4×1.0×103kg/m3=4×103kg/m3。