Question

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、烧杯、金属块、木块、细线、水及其他简单辅助器材．
第一组：探究金属块的下沉条件．他们用两种方法测物体受到的浮力（如图）．
（1）称重法．测量过程与示数如图甲所示，则金属块所受的浮力为________N．
（2）阿基米德原理法．测量过程与示数如图乙所示，则排开水的体积为________cm³，浮力为________ N．通过实验可得到金属块浸没在水中下沉的条件是________．
第二组：探究木块上浮的条件．
（3）要测量木块浸没时的浮力，你准备选用上述两方法中的方法________（选填“1”或“2”），并简要说明操作中还应采取的措施是________．

Answer 1

解：
（1）由甲图可得：G=2.2N，F_示=2N，
金属块所受的浮力：
F_浮=G-F_示=2.2N-2N=0.2N；
（2）金属块的体积：
V=40mL-20mL=20mL=20cm³，
金属块受到的浮力：
F_浮=ρgV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×20×10^-6m³=0.2N；
金属块浸没在水中下沉的条件：
F_浮＜G；
（3）由于木块不下沉，不能直接测量木块受到浮力的大小，要测量木块浸没时的浮力应选方法2，用针将木块完全压入水中．
故答案为：
（1）0.2；
（2）20；0.2；物体所受浮力小于重力；
（3）2；用针将木块完全压入水中．
分析：（1）由图读出金属块在空气中重G、金属块浸没在水中的弹簧测力计的示数F_示，利用称重法求金属块所受的浮力；
（2）量筒两次读数之差就是金属块的体积，根据阿基米德压力求出受到的浮力；物体受到的重力大于浮力时，物体将下沉；
（3）由于木块的密度小，会漂浮在水中，在不施加外力的情况下，无法浸没在水中，因此需考虑使用针压法来进行实验．
点评：本题考查了物体的浮沉条件、阿基米德原理、量筒和弹簧测力计的使用，考查了学生的实验操作能力，要求用好称重法测浮力、助沉法测体积．