Question

11．“探究浮力与物体排开水的重力的关系”实验的装置及过程如图所示：

（1）如图实验装置中在乙步骤中出现的 错误是没有将水装满到烧杯口
（2）在完巷实验装置后，有如下实验步骤，你认为不重复操作的合理顺序应该是D、A、B、C（只填代号）
A．将铁块挂在弹簧测力计的挂钩上，弹簧测力计的读数为F₁，
B．将铁块浸没在水中，弹簧测力计的读数为F₂，
C．将装有排出水的小桶挂在弹黄测力计下，弹簧测力计的读数为F₃，
D．将空桶挂在弹簧测力计下，弹簧测力计的读数为F₄，
（3）通过探究，若等式F₁-F₂=F₃-F₄成立，则可得出阿基米德原理：还能测出铁块的密度ρ_铁=$\frac{{F}_{1}{ρ}_{水}}{{F}_{3}-{F}_{4}}$（用测量量和ρ_铁）

Answer 1

分析 （1）实验前，溢水杯中应装满水．
（2）要先测出空桶的重力与铁块的重力，然后再把铁块没入水中，测出铁块受到的浮力，最后再测出桶和溢出水的重力．
（3）根据阿基米德原理与浮力公式分析答题．

解答 解：（1）用排水法测出物体受到的浮力，在实验前溢水杯中应装满水，由图示实验可知，在实验步骤乙中没有将水装满到烧杯口．
（2）不重复操作的合理实验步骤是：
D、将空桶挂在弹簧测力计下，弹簧测力计的读数为F₄；
A、将铁块挂在弹簧测力计的挂钩上，弹簧测力计的读数为F₁，
B、将铁块浸没在水中，弹簧测力计的读数为F₂，
C、将装有排出水的小桶挂在弹黄测力计下，弹簧测力计的读数为F₃；
（3）由实验步骤可知，物体受到的浮力：F_浮=F₁-F₂，物体排开水的重力：G=F₃-F₄，
如果F₁-F₂=F₃-F₄，则可得出阿基米德原理；
铁块排开水的重力：G=F₃-F₄=m_水g=ρ_水V_排g，
铁块的体积：V=V_排=$\frac{{F}_{3}-{F}_{4}}{{ρ}_{水}g}$，
铁块的重力：G_铁=F₁=m_铁g，铁块的质量：m_铁=$\frac{{F}_{1}}{g}$，
铁块的密度：ρ_铁=$\frac{{m}_{铁}}{V}$=$\frac{\frac{{F}_{1}}{g}}{\frac{{F}_{3}-{F}_{4}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{{F}_{1}{ρ}_{水}}{{F}_{3}-{F}_{4}}$；
故答案为：（1）乙；没有将水装满到烧杯口；（2）D、A、B、C；（3）F₁-F₂=F₃-F₄；$\frac{{F}_{1}{ρ}_{水}}{{F}_{3}-{F}_{4}}$．

点评 本题是一道综合题，综合考查了学生的实验和计算能力，理解阿基米德原理是解答本题的关键．关于实验顺序要注意：要先测合金块的重力，再测合金块的浮力，最后再测排出水的重力．