Question

有一小块不溶于水的复合地板材料（比量筒口稍大），已知它的密度比水小，哓梅同学想探究它受浮力的大小，以及想知道它的密度的准确值，她和她的学习小组选用了下列实验器材：牙签、天平、烧杯、量筒和水．
实验时，由于小物块不能直接放在量筒里，因而它进行的实验步骤如下：
（1）他用天平测出了小物块的质量为40g．
（2）向烧杯中倒入了适量的水，在水面处的烧杯壁上做标记A； 将小物块放入烧杯中使其漂浮在烧杯的水面上，在此时水面烧杯壁上做标记B，取出小物块烧杯水面回到A处．
（3）向量筒中加入适量的水并记录体积为80ml，将量筒中的水缓慢倒入烧杯中，使烧杯中的水位到达B处，此时量筒中剩余水的体积为40ml，如图所示．

请你完成以下内容：
A．小物块排开水所受的重力是

0.4

N．（g取10N/kg）
B．实验中探究出大小相等的两个重物物理量是

浮力、排开水的重力

．
C．利用上述实验器材，请你设计出测定小物块密度的方法，写出实验步骤：

（1）用天平测出小物块的质量
（2）向烧杯中倒入适量的水，在水面处的烧杯壁上做标记A；将小物块放入烧杯并用牙签按压使其完全浸没，在此时水面处烧杯壁上做标记B，取出小物块烧杯水面回到A处．
向量筒中加入适量的水并记录体积为V₁，将量筒中的水缓慢倒入烧杯中，使烧杯中的水位到达B处，此时量筒中剩余水的体积为V₂．根据V₁-V₂计算出小物块的体积V
（3）根据公式ρ=m/V，利用测得小物块的质量和体积计算出小物块的密度．

．

Answer 1

分析：物体放入烧杯中，水面由A处上升到B处，由A到B增加的体积的是物体放入后排开的水的体积，取出物体后，水面下落到A处，量筒中的水倒入烧杯中的体积为40ml正好填充了物体排开水的体积，即物体排开水的体积等于量筒中减少的体积40ml，便可算出物体排开这40ml水的重力，物体是漂浮在水面上，漂浮时浮力等于物体本身的重力，由物体质量40g算出物体本身的重力大小等于物体受到的浮力大小，有了物体的质量，要测出物体的密度，需先测出物体的体积，物体比量筒口稍大，不能直接用量筒测体积，也只能借助烧杯来测量体积，又因为物体在水中是漂浮的，需要用牙签按压使其完全浸没在水中，便可测出物体的体积，由ρ=$\frac{m}{v}$算出物体的密度．

解答：解：A、物体排开水的重力为G排=ρ_水gv_排=1.0×10³Kg/m³×10N/kg×40×10^-6m³=0.4N，故答案应为：0.4；
B、实验中因为物体漂浮在水面上，浮力等于物体本身的重力，探究出物体的浮力为F_浮=G_物=mg=0.04Kg×10N/kg=0.4N，又由A中所以浮力和排开水的重力相等，故答案为：浮力、排开水的重力；
C、步骤为：
（1）用天平测出小物块的质量
（2）向烧杯中倒入适量的水，在水面处的烧杯壁上做标记A；将小物块放入烧杯并用牙签按压使其完全浸没，在此时水面处烧杯壁上做标记B，取出小物块烧杯水面回到A处．
向量筒中加入适量的水并记录体积为V₁，将量筒中的水缓慢倒入烧杯中，使烧杯中的水位到达B处，此时量筒中剩余水的体积为V₂．根据V₁-V₂计算出小物块的体积V
（3）根据公式ρ=m/V，利用测得小物块的质量和体积计算出小物块的密度．

点评：此题是以考查学生应用物理知识综合分析和解决问题的能力为基点，将所学知识灵活应用，要求学生多角度去考虑问题，如在量筒不能达到测量体积要求的情况下，借助烧杯来测量物体体积的方法．