Question

11．某科学兴趣小组用以下器材设计实验，探究“物体漂浮时，所受浮力与自身重力的大小关系”．
器材：弹簧测力计、量筒、小塑料瓶、细线、若干玻璃珠．
①向量筒中注入适量的水，读出量筒中水的体积V_l=30ml．
②在质量为5g的小塑料瓶中放人适量的玻璃珠，测出玻璃珠和小塑料瓶的重力G．
③将该小塑料瓶放入量筒中，使它浮在水面上．稳定时读出水面对应的刻度V₂=90ml．
④比较小塑料瓶的重力和所受的浮力的大小关系，可以初步得出结论．
问题：
（1）使用测量仪器前，应观察它的量程和最小刻度值．图示弹簧测力计的量程是5N．
（2）小塑料瓶本身就能浮在水面，实验时为什么还要放人适量的玻璃珠？
（3）计算放有玻璃珠的小塑料瓶所受的浮力F=0.6N．

Answer 1

分析 （1）从图示弹簧测力计找出弹簧测力计的量程；
（2）因为小塑料瓶重较小，达不到弹簧测力计的分度值，为能较准确测量自重，放入适量的玻璃珠；同时放入量筒后，能排开更多的水，便于读出V_排；
（3）求出排开水的体积，利用阿基米德原理求放有玻璃珠的小塑料瓶所受的浮力．

解答 解：（1）由图可知，弹簧测力计的量程为0～5N；
（2）放入适量的玻璃珠，可以使塑料瓶直立在水中，可以增大小塑料瓶自重，便于较准确的测出塑料瓶自重和排开水的体积；
（3）由题知小塑料瓶排开水的体积：
V_排=90ml-30ml=60ml=60×10^-6m³，
放有玻璃珠的小塑料瓶所受的浮力：
F_浮=ρ_水V_排g=1×10³kg/m³×10N/kg×60×10^-6m³=0.6N．
故答案为：（1）5；（2）能使塑料瓶直立在水中，并可用弹簧测力计较准确地测出塑料瓶自重；（3）0.6．

点评 本题是探究物体漂浮时浮力和重力的关系，考查了学生分析实验、处理实验数据得出结论的能力，计算时要单位统一，特别记住：1ml=1×10^-6m³．