Question

5．回顾实验和探究（请将下列实验报告中的空缺部分填写完整）：
（1）探究二力平衡的条件：

装置	如图，左右两盘放质量相等的砝码，小车保持静止，
过程步骤	①将左盘中再添加一个砝码，小车将运动，说明彼此平衡的两个力大小相等； ②将小车扭转一个角度，放手后小车将转动，说明彼此平衡的两个力必须在同一条直线上． 请画出小车受力的示意图
方法	这里用到的主要研究方法控制变量 法．

（2）测量液体的密度

过程 步骤	①用天平称出玻璃杯和剩余盐水的总质量m2； ②将玻璃杯里的一部分盐水倒入量筒中，测出其体积V； ③在玻璃杯中盛适量的盐水，用天平称出它们的总质量m1； ④将m、V带入公式中，算出盐水的密度ρ； ⑤根据m1、m2算出量筒中盐水的质量m． 以上步骤，正确的操作顺序是：③②①⑤④（填序号）．
数据 表格	m1/g V/cm3 m2/g m/g ρ/（kg/m3） 118.6 50
方法	天平和量筒测密度用到转换法
问题讨论	小雨用弹簧测力计测出了一个石块的重力记为G后，将石块缓慢浸入到盐水的过程中，发现弹簧测力计示数逐渐变小，浸没时弹簧测力计示数为F，此时石块所受到的浮力F浮=G-F，而这个浮力的大小等于石块所排开盐水所受到的重力．
作图	请画出图中金属块的受力示意图．

Answer 1

分析 （1）二力平衡的条件：大小相等、方向相反、作用在一条直线上、作用在一个物体上；
物理学中对于多因素（多变量）的问题，常常采用控制因素（变量）的方法，把多因素的问题变成多个单因素的问题；每一次只改变其中的某一个因素，而控制其余几个因素不变，从而研究被改变的这个因素对事物影响，分别加以研究，最后再综合解决，这种方法叫控制变量法；
（2）①在测液体密度的实验中，一般的操作步骤是：在玻璃杯中盛适量的盐水，用天平称出它们的总质量m₁；将玻璃杯里的一部分盐水倒入量筒中，测出其体积V；用天平称出玻璃杯和剩余盐水的总质量m₂；根据m₁、m₂算出 量筒中盐水的质量m；将m、V带入公式中，算出盐水的密度ρ；
②金属块体积不能用量筒直接测量，通过金属块浸没在水中，水面升高的体积来间接测量金属块的体积，这种方法是转化法；
③当石块慢慢放入水中，排开水的体积逐渐变大，根据阿基米德原理知道石块受到的浮力变大；此时石块受到的浮力等于石块重减去弹簧测力计的示数（F_浮=G-F），由此可知弹簧测力计的读数变小；当石块全部浸没在水中后，排开水的体积不变，受到的浮力不变，弹簧测力计的示数不变，石块受到浮力的大小等于排开盐水的重力．
④石块受到重力、盐水的浮力、弹簧秤的拉力，其关系为F_浮=G-F；根据力的示意图画法画出力的示意图；
画力的示意图分三个步骤：①在受力物体上画出力的作用点；②确定力的方向后沿力的方向画一条线段；③在线段的末端标箭头，在箭头的旁边标出所画力的符号，力有大小的要写上数值与单位．

解答 解：（1）①当左右两盘放质量相等的砝码，小车保持静止，如果在左盘中再添加一个砝码，小车将运动，说明彼此平衡的两个力大小相等；
②将小车扭转一个角度，二力不在同一条直线上，并且放手后小车将转动，说明彼此平衡的两个力必须在同一条直线上；
③在研究二力平衡的某一个条件时，需要控制其他条件保持不变，用到控制变量法；
（2）①在测液体密度的实验中，一般的操作步骤是：在玻璃杯中盛适量的盐水，用天平称出它们的总质量m₁；将玻璃杯里的一部分盐水倒入量筒中，测出其体积V；用天平称出玻璃杯和剩余盐水的总质量m₂；根据m₁、m₂算出量筒中盐水的质量m；将m、V带入公式中，算出盐水的密度ρ．故正确的顺序为：③②①⑤④；
②金属块浸没在水中，水面升高的体积来表示金属块的体积，这种方法是转化法；
③由F_浮=ρ_水gV_排可知，当将石块缓慢放入盐水中的过程中，排开盐水的体积增大，石块受到的浮力变大，
因为F_浮=G-F，所以弹簧测力计的读数逐渐减小；
石块受到浮力的大小等于石块所排开盐水所受到的重力；
④石块受到竖直向下的重力、盐水对石块竖直向上的浮力和竖直向上的拉力作用，作图如下：

故答案为：①相等；②同一条直线；控制变量；（2）③②①⑤④；转换；变小；G-F；重力．

点评 本题考查了二力平衡条件的探究、液体密度测量实验的实验过程和计算、力的示意图的画法、以及学生对阿基米德原理和影响浮力大小因素的掌握，综合性较强，要仔细解答，避免出错．