Question

20．在探究“浮力大小等于什么”的实验中，选择溢水杯、水、弹簧测力计、铁块、小桶、细线等器材进行实验，具体操作步骤如下：

A．测出铁块所受重力G
B．测出空桶所受重力G₁
C．将水倒入溢水杯中
D．把挂在弹簧测力计下的铁块浸没在水中，让溢出的水全部流入小桶中，读出测力计示数F
E．测出小桶和被排开水的总重G₂
F．记录分析数据，归纳总结实验结论，整理器材
（1）分析评估上述实验，指出操作步骤中的一处错误：
错误：C步骤中将水倒入溢水杯中．
改正：加水使水刚好齐杯口．
（2）写出利用测量数据验证阿基米德原理的过程．（测量数据用图中物理量符号表示）
（3）如果用能够漂浮在水面的木块代替铁块做此实验，与上述操作不同的一个步骤是D（填字母）

Answer 1

分析 （1）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；
（2）根据所测数据计算F_浮与G_排并进行比较．
（3）漂浮在水面上的物体只有部分浸入水中．

解答 解：（1）物体放入水中前，溢水杯应该是满水的，否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积；
（2）根据实验数据计算浮力与排开水的重力，浮力等于铁块重力G减去铁块浸没在水中时弹簧测力计的示数F，即：F_浮=G-F；
排开水的重力G_排等于桶与水的总重力G₂减去空桶的重力G₁，即：G_排=G₂-G₁；
比较F_浮与G_排的大小关系可得：G-F=G₂-G₁．
（3）物体漂浮在水面上，只有部分浸入水中，我们要测量漂浮在木块上的浮力，就要让木块漂浮在水面上，而不是浸没．
故答案为：（1）C步骤中将水倒入溢水杯中；加水使水刚好齐杯口；（2）G-F=G₂-G₁；（3）D．

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．