Question

5．小明为了验证阿基米德原理，做了如下实验．他用弹簧测力计测量金属块浸没在水中受到的浮力是0.2N（如图甲所示）．利用量筒测出金属块排开水的体积是20cm³（如图乙所示）．金属块排开的水重为0.2N，从这个实验可知，金属块在水中受到的浮力等于金属块排开水受到的重力．（填：“大于”“小于”或“等于”）．若将水换成密度为0.8×10³kg/m³的酒精，则金属块所受浮力是0.16N．

Answer 1

分析 从图中读出金属块重和在水中弹簧测力计的示数，利用称重法求金属块受到的浮力；
利用排水法测出排开水的体积，利用密度公式和重力公式求金属块排开水的重，进而比较金属块在水中受到的浮力与金属块排开水受到的重力的大小关系；
根据阿基米德原理即可求出浸没酒精时金属块所受浮力．

解答 解：由甲图可知，G=2.2N，F_示=2N，
金属块受到的浮力：
F_浮=G-F_示=2.2N-2N=0.2N；-----------①
由乙图可知，V_排=40cm³-20cm³=20cm³，
排开水的质量：
m_排=ρV=1g/cm³×20cm³=20g=0.02kg，
排开水的重：
G_排=m_排g=0.02kg×10N/kg=0.2N；-----------②
由①②可得：F_浮=G_排；
由于金属块浸没在水中，则金属块体积V=V_排=20cm³，
若将水换成密度为0.8×10³kg/m³的酒精，则V_排′=V=20cm³=2×10^-5m³，
所以，浮力F_浮′=ρ_酒精gV_排=0.8×10³kg/m³×10N/kg×2×10^-5m³=0.16N．
故答案为：0.2N；20cm³；0.2；等于；0.16N．

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，虽知识点多，但都属于基本实验能力，难度不大．