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11.在探究“浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受重力”的关系时,小明根据教材要求进行了如图所示的实验.

(1)物块浸没在水中时所受到的浮力F=0.4N.
(2)溢水杯的水没有装满,导致本实验测量的F>G(选填“>”“<”或“=”).
(3)若溢水杯装满水,则戊图与甲图测力计的读数差应该是0.4N;则石块的密度是5×103 kg/m3.(g取10N/kg)

分析 (1)由图乙可知物体的重力,由图丁可知物体浸没在水中时测力计的示数,利用称重法求出物块浸没在水中时所受到的浮力;
(2)溢水杯的水没装满,会导致有一部分水没有排出溢水杯;
(3)根据阿基米德原理可得出戊图与甲图测力计的读数差;石块浸没在水中,则石块的体积等于排开水的体积,利用FgV可算出石块的体积;根据重力求出其质量,由密度公式求出其密度的大小.

解答 解:(1)由图乙可知,物体的重力G=2N,由图丁可知,物块浸没在水中时,测力计示数F=1.6N,
则物块浸没在水中时所受的浮力:F=G-F=2N-1.6N=0.4N;
(2)溢水杯的水没装满,物块放入溢水杯时,先要使溢水杯满了才可以向外排水,导致排开水的重力偏小,则测得的浮力大于排开水的重力;
(3)根据阿基米德原理可知,浮力等于排开液体受到的重力,戊图与甲图测力计的读数差即为排开液体受到的重力,即示数差=G=F=0.4N;
由FgV可得,石块体积:
V=V=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.4N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=4×10-5m3
由G=mg可得,石块的质量:
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{2N}{10N/kg}$=0.2kg;
石块的密度:
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.2kg}{4×1{0}^{-5}{m}^{3}}$=5×103kg/m3
故答案为:(1)0.4;(2)>;(3)0.4;5×103

点评 本题综合考查了称量法测浮力、阿基米德原理、密度的计算、误差分析,在计算物体的密度时,能够根据浮力知识得出石块的体积,是解题的关键.

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T/℃100105110112114116118120
P/kPa101121143154163175187199
表二:电压力锅的铭牌
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