Question

11．为了验证阿基米德原理是否正确，晓辉同学运用弹簧测力计、塑料块、尖嘴玻璃杯、水桶等器材进行了如图所示的三次实验，分别记下了甲、乙、丙三次实验时弹簧测力计的示数分别为2N、1.5N和0.7N，请回答：

（1）通过实验乙可知，塑料块浸没于水中时受到浮力作用，其大小为0.5N；
（2）实验乙中，在塑料块浸入水中之前，这些水应该怎样才行？
（3）晓辉同学只进行了三次测量是无法验证阿基米德原理是否正确的，他还得进行什么测量才行？这个测量值是多少才能初步证实阿基米德原理？

Answer 1

分析 （1）塑料块所受的浮力等于物体的重力减去浸入液体时弹簧测力计的示数；
（2）实验时，溢水杯内的水要装满，物体完全浸没后，溢出水的体积等于物体的体积；
（3）为了使结论更严密可靠，还必须换用不同的物体和换用几种不同的液体进行实验；根据F_浮=G-F_拉和阿基米德原理F_浮=G_排可知道测量值大小．

解答 解：（1）根据图乙可知，测力计示数减小，说明塑料块浸没在水中受到浮力的作用．
浮力大小F_浮=G-F=2N-1.5N=0.5N
（2）在塑料块浸入水中之前，应在溢水杯中装满水，即水面与溢水口相平．
（3）晓辉同学只进行了三次测量，还应进行的操作是测出空桶的重力，再结合丙图可以计算出排开水的重力．
根据题意可知G_总=0.7N．
而根据阿基米德原理有：F_浮=G_排=0.5N，其中G_排=G_总-G_桶．
∴G_桶=G_总-G_排=0.7N-0.5N=0.2N．
故答案为：（1）乙；0.5N；
（2）水面与溢水口相平；
（3）测出空桶的重，这个测量值应该为0.2N．

点评 阿基米德原理实验是力学的重要实验之一，本题考查了弹簧测力计的读数、称重法测浮力和阿基米德原理，充分考查学生对基础知识的掌握程度．