Question

10．探究“浮力的大小等于什么”时，进行了如图所示的实验步骤并根据实验画出弹簧测力计对石块的拉力F随石块底部浸入水中深度h的变化情况，绘制了如图所示的1图象．
请回答（1）石块重为4.2N，（2）浸没时排开的水重为1.5N．
（3）为了使实验结论更为可信，将石块换成金属块或钩码等其他物体再进行几次实验，其主要目的是B（填序号）
A．多次测量求平均值，以减小误差   B．多次测量寻找规律，排出偶然性   C．探究浮力的大小与哪些因素有关
（4）实验是通过比较物体所受的浮力与排开液体的重力，得出著名的阿基米德原理，即图1中F₁、F₂、F₃、F₄满足的关系是F₁-F₃=F₄-F₂
（5）分析图象，可以计算出该金属块的密度是2.8×10³kg/m³．（已知${ρ}_{水}=1.0×1{0}^{3}$kg/m³）

Answer 1

分析 （1）（2）根据图象读出小石块的重力、排开水的重力．
（3）实验中进行多次实验，有的是为了求平均值来减小误差，有的是为了发现普遍成立的规律．
（4）比较小石块的重力与排开液体的重力即可得出结论；
（5）物体完全浸没时，V=V_排，根据V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$计算出物体的体积；并根据ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{gV}$计算出物体的密度．

解答 解：（1）由图可知，测力计的最大示数为4.2N，即在空气中的示数，等于物体的重力；
（2）物体的重力4.2N，完全浸没后测力计示数为2.7N，则浮力为F_浮=G-F=4.2N-2.7N=1.5N；
（3）本实验多次实验的目的是：多次测量找规律、排除偶然性，故B正确；
（4）实验是通过比较物体所受的浮力与物体排开的水的重力，得出著名的阿基米德原理，浮力大小等于其排开的水的重力，即：F₁-F₃=F₄-F₂；
（5）物体受到的浮力F_浮=1.5N；由阿基米德原理可知V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.5N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.5×10^-4m³；
物体的密度为ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{gV}$=$\frac{4.2N}{10N/kg×1.5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.8×10³kg/m³．
故答案为：（1）4.2；（2）1.5；（3）B；（4）排开液体；阿基米德；F₁-F₃=F₄-F₂；（5）2.8×10³．

点评 本题考查了探究浮力大小的实验，涉及到弹簧测力计的读数和多次实验的目的，看懂实验图和理解题意是解决本题的关键．