Question

15．如图为“验证阿基米德原理”的实验．

（1）以上实验过程中操作的合理顺序是DBCA（只填字母）．
（2）若F₁、F₂、F₃、F₄之间存在的等量关系式是F₂-F₃=F₄-F₁，则可得出结论F_浮=G_排．
（3）根据测量的数据可求出铁块的密度，其表达式为$\frac{{F}_{1}}{{F}_{2}-{F}_{3}}$•ρ_水（用F₂、F₃和ρ_水表示）．

Answer 1

分析 （1）在探究阿基米德原理实验中，应测出物体所受浮力及排开液体的重力比较得出结论，据此分析操作的合理顺序．
（2）利用称重法可得出浮力的大小，通过测量排出的水重也能得出浮力的大小，而这正是阿基米德原理的内容，即浸入液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力．
（3）因铁块浸没在水中，根据浮力求得铁块排开水的体积，即为铁块的体积，根据m=$\frac{G}{g}$求得铁块的质量，然后利用密度公式求得铁块的密度．

解答 解：（1）物体受到的浮力等于物体的重力减去物体浸入液体时弹簧测力计的示数，由A和C两个步骤就可以测出浮力；
要测出排开液体的重力，应先测出空桶的重力，再依次测出物体的重力、浸没液体中的拉力、排开液体和空桶的总重力，所以实验过程中操作的合理顺序是DBCA．
（2）图示B、C实验步骤利用称重法求浮力F_浮=F₂-F₃，由两实D、A验步骤可求出物体排出的水受到的重力，
F_排=F₄-F₁，二者的结果是相等的，故得：F₂-F₃=F₄-F₁，即：F_浮=G_排；
（3）由F_浮=ρ_水gV_排可得，
铁块排开水的体积V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{2}-{F}_{3}}{{ρ}_{水}g}$，
铁块浸没在水中，所以V_排=V=$\frac{{F}_{2}-{F}_{3}}{{ρ}_{水}g}$，
铁块的质量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{{F}_{1}}{g}$，
铁块的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{{F}_{1}}{g}}{\frac{{F}_{2}-{F}_{3}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{{F}_{1}}{{F}_{2}-{F}_{3}}$•ρ_水．
故答案为：（1）DBCA；（2）F₂-F₃=F₄-F₁；（3）$\frac{{F}_{1}}{{F}_{2}-{F}_{3}}$•ρ_水．

点评 本题目就是考查学生对阿基米德实验的掌握程度，看学生能否掌握每个步骤，以及每一步要测量的对象，只要基本知识掌握扎实，题目不难做出．