Question

10．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、金属块、细线、水及其他简单辅助器材．实验步骤如下：
（1）按如图甲的方法测出金属块受到的重力，大小为2.2N．
（2）按如图乙的方法测出金属块浸没在水中时排开水的体积，大小为20cm³．
（3）用公式F_浮=ρ_水gV_排计算金属块浸没在水中受到的浮力，大小为0.2N．
（4）比较金属块浸没在水中受到的浮力和金属块受到的重力大小，可知金属块浸没在水中时会下沉（填“上浮”、“悬浮”或“下沉”）．
（5）按如图乙的方法，金属块浸没在水中前后，水对量筒底部的压力增大多少？

Answer 1

分析 （1）利用测力计的读数方法可以读出金属块受到的重力．
（2）量筒中两次液面对应的体积之差，就是金属块排开的水的体积．
（3）根据阿基米德原理可以求出此时金属块受到的浮力大小．
（4）根据金属块的重力和浮力的大小关系利用物体的浮沉条件可以确定金属块浸没在水中时的状态．
（5）根据阿基米德原理进行分析．

解答 解：
（1）根据指针所在的位置以及刻度盘上所示的刻度，可以知道物体受到的重力为：2.2N．
（2）量筒中原来水的体积为：20cm³，现在水和金属块的总体积为40cm³，金属块的体积为总体积减去原来水的体积，故为：20cm³．
（3）金属块受到的浮力：F_浮=ρ_水gV_排=1×10³kg/m³×10N/kg×2×10^-5m³=0.2N．
（4）由于金属块受到的重力大于其浸没在水中时受到的浮力，故金属块下沉．
（5）根据阿基米德原理可知：F_浮=G_排=0.2N，因为量筒粗细均匀，所以金属块浸没在水中前后，水对量筒底部的压力增大了0.2N．
故答案为：（1）2.2；（2）20；（3）0.2；（4）下沉；（5）金属块浸没在水中前后，水对量筒底部的压力增大了0.2N．

点评 此题的难度不大，重点对测力计的读数、量筒的使用、阿基米德原理、物体的浮沉条件等基础知识进行了简单的考查．