Question

7．在“验证阿基米德原理”的实验中，请完成空格处的内容．
实验目的：用实验定量研究，浸没在液体中的物体受到的浮力与它排开的液体所受重力之间的关系
实验器材：弹簧测力计，量筒，金属块，细线，水．
实验步骤：①在弹簧测力计下端用细线悬挂一块金属块，静止时，记下测力计的示数F₁及金属块所受的重力G，则F₁等于G（选填“大于”、“等于”或“小于”）．
②在量筒中倒入适量的水，记下水面的示数V₁．
③将金属块完全浸没在量筒的水中，记下此时量筒中水面的示数V₂和弹簧测力计的示数F₂．
…
思考并回答：弹簧测力计的两次示数差（F₁-F₂）表示金属块所受的浮力；
量筒中水面两次示数差（V₂-V₁）表示金属块排开水的体积；
如果实验正确，可以得到两者之间（F₁-F₂、V₂-V₁）的关系式为：F₁-F₂=ρ_水g（V₂-V₁）（水的密度用ρ_水表示）．

Answer 1

分析 研究浸没在液体中的物体受到的浮力与它排开的液体所受重力之间的关系时：利用称重法测量金属块受到的浮力，利用排水法得出金属块排开水的体积，再根据密度公式和重力公式求出排开水的重，通过比较得出结论．

解答 解：（1）实验器材除了量筒、金属块、细线和水外，还需要用弹簧测力计测量物体的重力和浸没水中时弹簧测力计的示数；
（2）在弹簧测力计下端用细线悬挂一块金属块，静止时，拉力与重力是一对平衡力，故F₁等于G；
（3）物体受到的浮力等于物体的重力减掉浸没水中时弹簧测力计的示数，即F_浮=F₁-F₂；
（4）量筒中水面两次示数差（V₂-V₁）表示金属块排开水的体积；
（5）根据ρ=$\frac{m}{V}$和G=mg可得，金属块排开水所受重力的表达式为G_排=m_排g=ρ_水gV_排=ρ_水g（V₂-V₁）．
又在为F_浮=G_排，
则可得，F₁-F₂=ρ_水g（V₂-V₁）．
故答案为：弹簧测力计； 等于；金属块所受的浮力；金属块排开水的体积；F₁-F₂=ρ_水g（V₂-V₁）．

点评 本题考查了学生对称重法测浮力、排水法测体积以及密度公式和重力公式的了解与掌握，考查学生的设计实验能力，知道实验的原理和方法是解决本题的关键．