题目内容

10.为了探究物体的浮沉条件,实验室提供了如下器材:弹簧测力计、量筒、烧杯、金属块、木块、细线、水及其他简单辅助器材.
(1)第一小组:探究金属块的下沉条件.实验中,他们用两种方法测量了物体受到的浮力:
方法1:称重法.测量过程及示数如图(甲)所示,则金属块所受的浮力为0.2N.
方法2:阿基米德原理法.测量过程与示数如图(乙)所示,读出排开水的体积,根据F浮=G排=ρ水V排g可计算出浮力为0.2N.
(2)第二小组:探究木块上浮的条件.要测量木块浸没时的浮力,你准备选用上述两方法中的方法2(选填“1”或“2”),并简要说明操作中还应采取的措施:用细针使木块完全浸没.
(3)用方法1进行实验时,为了使图中弹簧测力计示数变化更明显,小明可采取的措施有:①换用密度更大的液体;②换用体积更大的物体.

分析 第一小组:对于下沉的物体,在水中受浮力的测量方法:①称重法F浮=G-F′,②测出V排利用阿基米德原理计算F浮;
第二小组:对于上浮的物体,还可以测出V排利用阿基米德原理计算F浮,注意在测量V排时,要采取“助沉法”.

解答 解:(1)第一小组:
方法一(称重法),物体受浮力:F浮=G-F′=2.2N-2N=0.2N;
方法二(阿基米德原理法),
因为V排=40mL-20mL=20mL=20cm3=20×10-6m3,=2×10-5m3,
所以F浮=ρ水V排g=1×103kg/m3×2×10-5m3×10N/kg=0.2N.
(2)第二小组:要测量木块浸没时受的浮力,先测出V排,要用助沉法(用细针使木块完全浸没),再利用阿基米德原理计算F浮;
(3)由于弹簧测力计前后示数变化是浮力作用的结果,根据响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积,可采取的措施是:
一是换用密度更大的液体,二是换用体积更大的物体.
故答案为:(1)0.2;0.2;(2)2;用细针使木块完全浸没;(3)换用体积更大的物体.

点评 本实验题考查了量筒的使用、弹簧测力计的使用、称重法测浮力、阿基米德原理、排水法测固体体积(上浮的借用助沉法),知识点多,但都属于基本实验能力,难度不大.

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