Question

小明和小华利用如图所示的实验器材，探究物体的浮沉条件，他们探究活动的过程如下：

（1）探究蜡块的上浮条件
①测量蜡块的重力
小明设计的方案：用弹簧测力计测出蜡块的重力．
小华设计的方案：用天平测出蜡块的质量，求出重力．
你支持______（小明/小华）的方案，理由是______．
②测量蜡块受到的浮力．
小明在量筒中放入适量的水，把蜡块放在水中浮在水面时，测出蜡块排开水的体积，用阿基米德原理求出浮力．你认为上述操作用存在的问题是______．
③通过比较蜡块的重力和受到的浮力，可知物体上浮的条件．
（2）探究蜡块下沉的条件
①测量石块的重力；
用弹簧测力计测出石块的重力．
②测量石块受到的浮力；
小明利用量筒测出石块浸没水中排开水的体积，用阿基米德原理求出浮力．
小华依据另一种原理，采用不同的方法也测出了石块受到的浮力，其方法是：______．
③通过比较蜡块的重力和受到的浮力，可知物体下沉的条件．

Answer 1

【答案】分析：（1）①知道蜡块的质量，利用重力公式求蜡块重，可以看出其大小小于弹簧测力计的分度值0.2N，这样测量不准确；
②研究的是浸没水中的蜡块上浮的条件，需要测量蜡块的重和蜡块浸没在水中受到的浮力，若F_浮＞G，蜡块将上浮；要利用阿基米德原理计算蜡块浸没在水中受到的浮力，需要知道浸没时排开水的体积，据此判断存在的问题；
（2）②还可以用“称重法”测量石块受到水的浮力．
解答：解：（1）①蜡块的重力：
G=mg=9×10^-3kg×10/N/kg=0.09N＜0.2N，
即：蜡块的重力小于弹簧测力计的分度值，无法直接精确测量，
所以，支持小华的方案；
②把蜡块放在水中浮在水面时，测出蜡块排开水的体积，这样用阿基米德原理求出的浮力不是蜡块浸没在水中受到的浮力．应该利用“助沉法”使蜡块浸没在水中，测出蜡块排开水的体积；
（2）②利用称重法测量石块受到的浮力：将石块浸没在水中时读出弹簧测力计的示数F_示，利用F_浮=G-F_示计算石块受到的浮力大小．
故答案为：（1）①小华，蜡块的重力小于弹簧测力计的分度值，无法直接精确测量；
②蜡块没有浸没在水中；
（2）②将石块浸没在水中时读出弹簧测力计的示数F_示，利用F_浮=G-F_示计算石块受到的浮力大小．
点评：本实验题考查了量筒的使用、弹簧测力计的使用、称重法测浮力、阿基米德原理、排水法测固体体积（上浮的借用助沉法），知识点多，考查的是基本实验探究能力，有难度．