Question

13．为了验证阿基米德原理，小明所用器材有：小铁块、细线、盛满水的溢水杯、小桶和弹簧测力计．请排列实验步骤，并将空白处补充完整．
（1）用弹簧测力计测出空小桶的重力G₀；
（2）用弹簧测力计测出排出的水和小桶的总重G₁，利用公式G_排=G₁-G₀，算出小铁块排开的水的重力．
（3）按照如图所示放置烧杯，使水正好不溢出，将铁块逐渐浸入烧杯的水中，则弹簧测力计的示数将变小，铁块排开的水从溢水口流到小桶中；当小铁块完全浸没时，记录下弹簧测力计的示数F，利用公式F_浮=G-F，算出小铁块所受浮力．
（4）在弹簧测力计下挂小铁块的重力G．
（5）比较所得的实验数据发现，浸在液体中的物体受到竖直向上浮力，大小等于它排开的液体的重力，这就是著名的阿基米德原理．
上述步骤正确的排序为：（1）（4）（3）（2）．
（6）运用知识解决问题
体积100cm³的木块，浮在水面上，有一半露出水面，木块受到浮力多大？

Answer 1

分析 实验中探究浮力与物体排开液体重力的关系，据此判断所需的器材；
（1）根据实验的密度确定实验步骤顺序；
（2）根据F_浮=G_排=ρ_液gV_排计算出浮力的大小．

解答 解：实验中需测量物体的浮力和排开水的重力，所以要用到弹簧测力计；
（2）溢出水的重力为G_排=G₁-G₀；
（3）将铁块逐渐浸入烧杯的水中，铁块受到的浮力变大，则弹簧测力计的示数变小；
其中浮力大小：F_浮=G-F；
（5）实验中需先测量空桶的重力G0、小铁块的重力G，然后将小铁块完全浸没在水中，读出示数F，并用小桶接住溢出的水，最后测出小桶和水的总重力G1，因此实验步骤应为：（1）（4）（3）（2）；
根据实验得出：浸在液体中的物体受到竖直向上浮力，大小等于它排开的液体的重力，这就是著名的阿基米德原理．
（6）根据阿基米德原理，木块所受的浮力：
F_浮=G_排=ρ_水gV_排=1.0×10³kg/m³×10N/kg×100×10^-6m³×$\frac{1}{2}$=0.5N．
故答案为：（1）弹簧测力计；（2）G_排=G₁-G₀；（3）变小；F_浮=G-F；（5）排开；重力；（1）（4）（3）（2）；（6）0.5N．

点评 本题是探究阿基米德原理的实验，关键要掌握阿基米德原理的内容，能够搞清实验目的，并要学会运用阿基米德原理来进行有关计算．