Question

在“探究浮力的大小”的实验中，小雨用每小格（一黑或一白）为0.5N的弹簧测力计、密度大于水的合金块、烧杯、小桶等器材进行实验，实验操作步骤如图所示，实验过程如下：
A．用细线将合金块挂在弹簧测力计下，测出合金块的

重力

；
B．将水倒入溢水杯中；
C．将挂在弹簧测力计下的合金块浸没水中，让溢出的水全部流入小桶中，同时

读出弹簧测力计的示数

；
D．将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下，读出此时弹簧测力计的示数；
E．记录、分析实验数据，得出实验结论；
F．整理实验器材．
请根据小雨的实验过程简答下面问题：
（1）请将实验步骤的空格内容填上．
（2）小雨的实验操作漏掉了一个步骤，该步骤是：

用弹簧测力计测空小桶的重力

．
（3）小雨的实验操作中存在一处错误，是步骤

B

，应改为

用水装满溢水杯

．
（4）根据图中步骤

A、C

可知合金块浸没水中时受到的浮力为

0.5

N，合金块的密度是

4×10³

kg/m³．

Answer 1

分析：在“探究浮力的大小”实验中：
①用称量法测出浮力大小，即：首先测出物体在空气中的重力，然后将其浸入水中，测出此时弹簧测力计的示数F_示，那么物体所受的浮力为：F_浮=G-F_示；
②用溢水法收集物体排开的水，将溢水杯装满水，然后将物体浸入水中，用其他容器（需先测出其重力）接住溢出的水，然后再测出装有溢出的水的容器的总重力，两者之差就是物体排开水的重力；
③求出合金的质量与体积，然后由密度公式可以求出合金的密度．

解答：解：（1）A、用细线将合金块挂在弹簧测力计下，测出合金块的重力；
C、将挂在弹簧测力计下的合金块浸没水中，让溢出的水全部流入小桶中，同时读出弹簧测力计的示数；
（2）实验中要测出溢出水的重力，应先测出盛水小桶的重力，由实验步骤可知，小雨的实验操作漏掉的步骤是：用弹簧测力计测空小桶的重力；
（3）合金块放入水中前，溢水杯中的水应该满的，否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积，因此：小雨的实验操作中存在一处错误，是步骤B，应改为用水装满溢水杯；
（4）由A可知，合金块的重力G=0.5N×4=2N，由C可知合金块浸没水中弹簧测力计的示数F=0.5N×3=1.5N，合金块浸没在水中时受到的浮力为F_浮=G-F=2N-1.5N=0.5N；
合金块受到的浮力等于它所排开水所受到的重力，因此合金块排开水的重力G_排水=F_浮=0.5N，∵F_浮=ρgV_排，∴金属块排开水的体积即金属块的体积V=V_排=

F浮

ρ水g

，
∵G=mg，∴合金块的质量m=

G

g

，合金块的密度ρ=

m

V

=

G g

F浮 ρ水g

=

Gρ水

F浮

=

2N×1×103kg/m3

0.5N

=4×10³kg/m³；
故答案为：（1）A、重力；C、读出弹簧测力计的示数；（2）用弹簧测力计测空小桶的重力；
（3）B；用水装满溢水杯；（4）A、C；0.5；4×10³．

点评：在“探究浮力的大小”实验中，用“称量法”测出物体受到的浮力，即F_浮=G-F_拉；用两次称重测出物体在液体中排开液体的重力，进行比较得出：物体在液体中受到的浮力，大小等于它排开的液体的重力．