Question

20．同学们在验证阿基米德原理时，进行了如图所示的实验．

（1）在观察测力计的量程、分度值并正确调零后，为了准确测出物体的重力，应如何使用弹簧测力计？
（2）请你分析实验时获得的数据，写出得出结论的具体过程．
（3）小浩同学实验时发现F_浮大于G_排，请你分析引起F_浮大于G_排的原因可能有哪些？
（4）请你根据如图的数据，计算出石块的密度是2.6×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）测力计在测量物体重力时应竖直拉着物体；
（2）根据阿基米德原理分析；
（3）当石块接触容器底部时会受到底部的支持力的作用；溢水杯没有装满时会导致测量结果不准确；
（4）根据阿基米德原理求出物体的体积，根据密度公式求出物体的密度．

解答 （1）把物体悬挂在竖直的弹簧测力计下端的挂钩上，当测力计和物体都静止时，重力和拉力是一对平衡力，读出测力计的示数．
（2）由阿基米德原理可知，物体受到的浮力等于其排开的液体收到的重力；
由图可知：F_浮=G-F_拉=2.6N-1.6N=1N；G_排=G_桶水-G_桶=1.6N-0.6N=1N；
比较F_浮和G_排的大小关系得到F_浮=G_排所以阿基米德原理成立；
（3）当石块接触容器底部时会受到底部的支持力的作用；溢水杯没有装满时会导致测量结果偏小；
（4）由阿基米德原理得：物体的体积为：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³；
物体的密度为：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{gV}$=$\frac{2.6N}{10N/kg×1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.6×10³kg/m³．
故答案为：（1）（1）（3）见解析；（4）2.6×10³．

点评 本题是探究影响浮力大小的因素实验，考查了影响浮力的因素及控制变量法的应用，同时考查了有关浮力公式的应用，确定V_排相等是解决此题的关键．