Question

19．小芳在探究“浮力的大小等于什么”时，用弹簧测力计、小石块、烧杯、小桶等进行实验操作．如图所示（a）（b）（c）（d）（e）是五个步骤示意图．
（1）指出上述操作步骤中的一处错误，错误步骤：（c）（只要填图所标的序号），改正：把溢水杯中的水添至溢水杯口；
（2）改正错误后重新进行实验，读出（a）、（b）、（d）、（e）四幅图中弹簧测力计的读数分别是F₁、F₂、F₃、F₄．
①小石块受到的浮力大小为F₁-F₃；
②被排开液体的重力为F₄-F₂；
③如果关系式F₁-F₃=F₄-F₂成立，就可以验证“阿基米德原理”；
④若在d步骤中，小石块未能完全浸没到液面下，其它测量均正确，则能（选填“能”或“不能”）得到③中所填写的关系式？

Answer 1

分析 （1）溢水杯中的水，再放入物体前，应使水面达到溢水杯口；
（2）根据称重法可得出浮力的大小，通过测量排出的水重也能得出浮力的大小，而这正是阿基米德原理的内容，即浸入液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开的液体所受的重力；小石块未能完全浸没到液面下，其它测量均正确，只要符合阿基米德原理就正确．

解答 解：（1）由图可知，（c）图为溢水杯，其中水面没有达到溢水杯口，当物体排开水时，水不会马上溢到溢水杯中，测得排开水的重变小，故错误，改正的办法就是把溢水杯中的水添至溢水杯口；
（2）①由图可得，（a）图测得小石块重力F₁，（d）图测得小石块在水中时测力计的示数F₃，
由称重法可知，浮力：F_浮=G-F=F₁-F₃；
②（e）图测得溢出的水和小桶的重力F₄，由（b）测得空小桶的重力F₂，
二者的差就是排开水的重力，G_排=F₄-F₂；
③如果排开水所受的重力等于物体所受的浮力，就应有F_浮=G_排=F₁-F₃=F₄-F₂，如此就验证了阿基米德原理；
④小石块未完全浸没，排出液体的重力小，所受浮力亦小，但仍然符合阿基米德原理，就可以得到F_浮=G_排=F₁-F₃=F₄-F₂关系式．
故答案为：
（1）（c），把溢水杯中的水添至溢水杯口；（2）①F₁-F₃；②F₄-F₂；③F₁-F₃=F₄-F₂；④能．

点评 本题考查浮力的大小等于什么，要明确每步实验的目的，是一道验证阿基米德原理的实验题．