Question

【题目】在“验证阿基米德原理”的实验中，某同学在弹簧测力计下端用细线悬挂一金属块，记下弹簧测力计的示数F1；在量筒中盛适量的水，记下水面的示数V1，将金属块完全浸没在量筒内的水中，记下这时水面的示数V2和弹簧测力计的示数F2，如图所示。回答下列问题：

（1）实验中金属块所受浮力大小的表达式为_____；

（2）量筒中水面两次示数差(V2- V1)的物理含义为_________________；

（3）实验中记录的实验数据如表一和表二所示，由此可以得出的初步结论：_________；

（4）如果用小木块替换金属块，验证阿基米德原理。在弹簧测力计下端用细线悬挂小木块缓慢浸入水中，当弹簧测力计示数为零时木块在水中处于___状态。

Answer 1

【答案】F浮 = F1—F2 物体排开液体（水）的体积 浸在液体（水）中的物体受到液体（水）向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体（水）受到的重力 平衡（静止）

【解析】

（1）金属块浸没在水中时，受重力、浮力与弹簧测力计拉力作用，由平衡条件可以求出浮力的表达式；
（2）水与金属块的体积与水的体积之差是金属块排开水的体积，即金属块的体积；
（3）分析表中实验实验，看金属块受到的浮力与金属块排开水的重力间的关系，从而得出结论；
（4）当弹簧测力计示数为零时，木块漂浮在水面上。

（1）由题意知，金属块的重力G=F1，金属块浸入水中时，金属块受到的拉力为F2，金属块浸入水中时，受重力、浮力与弹簧测力计拉力作用，由平衡条件得：F浮=F1-F2；

（2）V1是水的体积，V2是金属块和水的总体积，量筒中水面两次示数差（V2-V1）等于金属块排开水的体积；

（3）由表一与表二所示实验数据可知，金属块受到的浮力是F浮=F1-F2=2.6N-1.6N=1N，

金属块排开水的重力是G排=ρ水g(V1-V2)=0.98N≈1N，由此可见：在误差允许范围内：金属块所受浮力大小等于金属块排开水的重力。
（4）当弹簧测力计示数是零时，漂浮在水面上，木块受重力与浮力作用，处于平衡状态。