分析 (1)根据阿基米德原理可知,重物浸入水中的体积越来越大时受到的浮力变大,根据称重法可知弹簧测力计A示数的变化;此时重物排开水的体积变大即溢出水的体积变大,据此可知弹簧测力计B示数的变化;
(2)根据阿基米德原理判断弹簧秤A的示数变化量△FA和弹簧秤B的示数变化量△FB之间的关系.
(3)根据“当物体有一半浸没时,弹簧测力计A的示数为弹簧测力计B的示数的7倍”,利用称重法求物体受到的浮力;
求出了浮力,利用阿基米德原理求物体排开水的体积(即物体的体积),再利用密度公式求物体的密度.
解答 解:
(1)逐渐调高平台,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧测力计的示数减小,重物受到的浮力增大;重物完全浸没后,逐渐调高平台,弹簧测力计的示数不变,则重物受到的浮力不变;
实验表明:浸在液体中的物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关;当完全浸没后,与深度无关.
(2)根据F浮=G-F示可知,弹簧秤A示数的减小值等于浮力的大小;排开的水流入薄塑料袋中,弹簧秤B测排开水的重力,即弹簧秤B的示数增大值为排开水的重力;根据阿基米德原理可知,弹簧秤A减小的数值(浮力)等于弹簧秤B增大的数值(排开水的重力),由此可以验证阿基米德原理.
(3)已知当物体有一半浸没时,弹簧测力计A的示数为弹簧测力计B的示数的7倍,即F示A=7F示B;
根据称重法可得F示A=G-F浮,由阿基米德原理可得F示B=G排=F浮,
所以有:G-F浮=7F浮,
则物体受到的浮力:F浮=$\frac{G}{8}$,
由F浮=ρ水gV排可得,物体排开水的体积:V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{\frac{G}{8}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{G}{8{ρ}_{水}g}$,
因物体有一半浸没在水中,则物体的体积:V=2V排=2×$\frac{G}{8{ρ}_{水}g}$=$\frac{G}{4{ρ}_{水}g}$,
物体的密度:
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{G}{g}}{\frac{G}{4{ρ}_{水}g}}$=4ρ水=4×1.0×103kg/m3=4×103kg/m3.
故答案为:(1)排开液体的体积;深度;(2)等于;(3)4×103.
点评 本题考查了学生对称重法测浮力、阿基米德原理的了解和掌握,考查了阿基米德原理实验的改进,弄清楚实验装置中每一个仪器的作用,结合阿基米德原理,即可轻松解题.
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实验序号 | 小球的质量m/g | 小球自由滚下的高度h/cm | 木块被撞后运到的距离s/m |
甲 | 20 | 20 | 16 |
乙 | 20 | 10 | 4 |
丙 | 40 | 20 | 32 |
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