Question

7．在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中，选择溢水杯、水、弹簧测力计、石块、小桶、细线等器材进行实验，具体操作步骤如下：

A．测出物块所受重力G
B．测出空桶所受重力G₁
C．将水倒入溢水杯中
D．把挂在测力计下的物块浸没在水中，用小桶接着溢出的水，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．将水倒入溢水杯中
改正：向溢水杯中加水使水刚好齐杯口
（2）下面是利用改正后的测量数据验证阿基米德原理的过程，请将分析过程补充完整．（测量数据仍用如图中物理量符号表示）
①石块所受的浮力：F_浮=G-F；
②石块排开水的重力G_排=G₂-G₁；；
③比较F_浮和G_排的大小关系，如果关系式G-F=G₂-G₁成立，即可验证阿基米德原理．
（3）若用能漂浮在水面的木块代替石块做此实验，与上述操作不同的一个步骤是D（填字母）．如果关系式G=G₂-G₁成立，亦可验证阿基米德原理．
（4）进一步分析发现，物体所受的浮力只跟液体密度和物体排开液体的体积有关．

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）根据称重法测浮力大小，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，比较F_浮与G_排．
（3）根据漂浮的特点，分析回答；
（4）进一步分析发现，物体所受的浮力只跟液体密度和物体排开液体的体积有关．

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；
故错误是C步骤，应向溢水杯中加水使水刚好齐杯口；
（2）根据称重法，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，如果关系式：G-F=G₂-G₁成立，即可验证阿基米德原理．
（3）根据漂浮的特点，浮力等于重力，不用称重法测浮力，故若用能漂浮在水面的木块代替石块做此实验，与上述操作不同的一个步骤是D，如果关系式 G=G₂-G₁成立，亦可验证阿基米德原理．
（4）进一步分析发现，物体所受的浮力只跟液体密度和物体排开液体的体积有关．
故答案为：
（1）错误：C步骤，将水倒入溢水杯中；向溢水杯中加水使水刚好齐杯口；
改正：向溢水杯中加水使水刚好齐杯口；
（2）①G-F；
②石块排开水的重力G_排=G₂-G₁；
③G-F=G₂-G₁；
（3）D；  G=G₂-G₁；
（4）液体密度；  物体排开液体的体积．

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．