Question

5．小强为了“探究浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系”，做了如下的实验：（弹簧测力计每小格示数是0.5N）

（1）请在A图中画出被测物体所受力的示意图．
（2）你认为更合理的实验顺序是DABC．
（3）通过实验你得到的结论是：浸在液体中的物体，所受浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力．
（4）请你根据小强在实验中获得的数据，计算物体的体积是1×10^-4m³；你认为通过本实验获得的数据能（填“能”或“不能”）计算出此物体的密度．

Answer 1

分析 （1）物体受重力和拉力，二者是一对平衡力，根据二力平衡条件的特点画出两个力；
（2）要先测物体的重力和空桶的重力，然后再把物体没入水中，测出物体受到的拉力，根据称重法求出浮力；最后再测出桶和溢出水的重力得出排开水的重力；
（3）根据阿基米德原理进行解答；
（4）根据物体完全浸没在水中时的浮力计算出体积；根据A测出物体的重力，可计算出其质量，则可计算出物体的密度．

解答 解：（1）已知弹簧测力每小格示数是0.5N，由图A知，物体的重力G=2.5N，物体受重力和测力计的拉力作用，二者大小相等，重力方向竖直向下，拉力方向竖直向上，如图所示：

（2）合理的实验顺序是：
D、测出空桶所受的重力；
A、测出物体所受的重力；
B、把物体浸没在装满水的溢水杯中，测出物体所受的浮力，收集物体排开的水；
C、测出桶和排开的水所受的重力．
故合理的实验顺序是DABC；
（3）根据阿基米德原理，浸在液体中的物体所受的浮力，大小等于它排开液体所受的重力．
（4）由图AB中实验数据可知，物体受到的浮力：F_浮=G-F_拉=2.5N-1.5N=1N，
由公式F_浮=ρ_水gV_排可得，
物体的体积：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-4m³，
本实验获得的数据能计算出此物体的密度，过程如下：
由公式G=mg得，
物体的质量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{2.5N}{10N/kg}$=0.25kg，
物体的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.25kg}{1×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.5×10³kg/m³．
故答案为：（1）见上图；（2）DABC；（3）物体排开液体所受到的重力；（4）1×10^-4；能．

点评 本题考查了“探究浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系”的实验中，操作顺序的安排、受力分析与力的示意图、阿基米德原理的内容、浮力公式的运用等，综合性较强．