Question

11．实验室提供了如下器材：弹簧测力计、量筒、烧杯、金属块、蜡块、细线、水等器材．同学们进行实验：（已知ρ_水=1×10³ kg/m³，g=10N/kg）
（1）要测量金属块浸没时受到的浮力．用如图甲所示方法测量金属块受到的浮力为0.2N．
根据这个方法所得的实验数据还可以计算出该金属块的体积是2×10^-5m³、密度是11×10³kg/m³．
（2）测量蜡块体积及计算浸没时受到的浮力．用的器材和方法如图乙所示，蜡块体积为16 cm³，蜡块浸没时受到的浮力为0.16N．

Answer 1

分析 （1）根据F_浮=G-F计算出物体受到的浮力，在进行测力计的读数时，注意分度值；
根据V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{液}g}$计算出排开液体的体积，则得出物体的体积；
根据ρ=$\frac{m}{V}$计算出物体的密度；
（2）蜡块的体积等于蜡块、金属块和水的总体积减金属块和水的体积，在进行量筒的读数时，注意分度值；
根据F_浮=ρ_液gV_排计算出蜡块受到的浮力．

解答 解：（1）由图甲知，测力计的分度值为0.2N，所以G=2.2N，F=2N，则F_浮=G-F=2.2N-2N=0.2N；
由F_浮=ρ_水gV_排得，V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-5m³；
ρ_金=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{G}{g}}{V}$=$\frac{G}{gV}$=$\frac{2.2N}{10N/kg×2×1{0}^{-5}{m}^{3}}$=11×10³kg/m³
（2）由图B知，量筒的分度值为4ml，则水和金属块的总体积为：V₁=60ml=60cm³，由图C知，水、金属块和蜡块的体积为：V₂=76ml=76cm³
则蜡块的体积为：V′=V₂-V₁=76cm³-60cm³=16cm³
蜡块受到的浮力F_浮′=ρ_水gV′=1.0×10³kg/m³×10N/kg×16×10^-6m³=0.16N．
故答案为：（1）0.2；2×10^-5；11×10³；（2）16；0.16．

点评 此题通过实验考查了称重法测浮力和根据阿基米德原理计算浮力，同时考查了浮力公式的变形公式及密度的计算．此题的易错点在于量筒和测力计的读数，一定要先确定分度值．