Question

（2009?闵行区一模）在学习“阿基米德原理”时，某同学的实验过程如图（a）、（b）所示
（1）图（a）中，将一金属块悬挂于弹簧测力计下，金属块静止时弹簧测力计读数F₁为

9.8

牛，则金属块的质量为

1

千克，此时金属块所受的合力F_合=

0

牛．
（2）在大量筒中盛入适量的水，将金属块完全浸没在水中，液面变化与弹簧测力计的读数F₂如图（b）所示．实验中的弹簧测力计两次示数差（F₁-F₂）等于物体所受的

浮力

，量筒内液面变化的示数差（V₂-V₁）表示

金属块排开水的体积

．
（3）金属块排开的水所受的重力为

4.9

牛，与弹簧测力计示数减小量之间的数量关系是

相等

的（选填“相等”或“不相等”）．

Answer 1

分析：（1）首先看清测力计的分度值，然后在都市，根据G=mg可求得金属块的质量；金属块所受的浮力等于金属块在空气中的重力与金属块在水中时弹簧测力计的示数之差；
（2）根据阿基米德原理：浸在液体里的物体受到向上的浮力作用，浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力，所谓验证实验，正是通过实验来验证本原理成立，需要知道实验中需要测定的元素的表示方法即可．
（3）计算金属块排开的水所受的重力与弹簧测力计示数减小量之间的数量关系即可得出结论．

解答：解：（1）由图可知，金属块静止时弹簧测力计读数F₁为9.8牛；
则金属块的重力G=9.8N，所以金属块的质量m=

G

g

=

9.8N

9.8N/kg

=1kg，
∵金属块处于静止状态，
∴受合力为0．
（2）如分析中所示阿基米德原理实验目的是研究浸没在液体中的物体受到的浮力与物体排开液体的重力的关系，可判断（F₁-F₂）可表示物体所受浮力的大小，（V₂-V₁）可表示物体排开液体的体积大小，则G_排=ρ_水（V₂-V₁）g．
（3）金属块排开水的体积V_排=2500ml-2000ml=500ml=500cm³=5×10^-4m³，
金属块排开的水所受的重力G_排=m_排g=ρ_水V_排g=1.0×10³kg/m³×5×10^-4m³×9.8N/kg=4.9N，
金属块静止时弹簧测力计读数F₁为9.8牛，
由图（b）可知，当将金属块完全浸没在水中弹簧测力计的读数F₂为4.9N，则弹簧测力计示数减小量为9.8N-4.9N=4.9N．
则金属块排开的水所受的重力与弹簧测力计示数减小量之间的数量关系是相等的．
故答案为：（1）9.8；1；0．
（2）浮力；金属块排开水的体积．
（3）4.9；相等．

点评：本题考查了学生对称重法测浮力、排水法测体积以及密度公式和重力公式的了解与掌握，考查学生的设计实验能力，知道实验的原理和方法是解决本题的关键．