题目

题型：不详难度：来源：

为了探究物体的浮沉条件，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、量筒、烧杯、金属块、木块（不吸水）、细线、水、细铁丝．
（1）小明想探究金属块的下沉条件．实验中，他用称重法测量了物体受到的浮力：
①如图所示，用弹簧测力计测出金属块在空气中重力G=______；
②将金属块浸没在水中，可得到小金属块所受的浮力F_浮=______．
③由此可得物体在水中下沉的条件是______．
④小明发现此实验还可得到金属块的密度为______kg/m³．
（2）小红想探究木块上浮的条件．实验中她需要测出木块浸没在水中时所受到的浮力，若采用小明的称重法测，你认为可行吗？______．若可行，请你写出还应采取的措施；若不可行，请你利用本题中所提供的器材另外设计实验．（请将本题答案写在下面的横线上）
______．

答案

（1）①如图所示，弹簧测力计的分度值是0.2N，则金属块在空气中重力G=2.2N；
②将金属块浸没在水中，测力计对金属块的拉力F′=2N，小金属块所受的浮力F_浮=G-F′=2.2N-2N=0.2N．
③金属块的重力G=2.2N，金属块受到的浮力F_浮=0.2N，由此可得物体在水中下沉的条件是F_浮＜G．
④由于金属块完全浸没在水中，则V_金=V_排；
已知：G=ρ_金gV_金，即V_金=

G

ρ金g

；
F_浮=ρ_水gV_排，即V_排=

F浮

ρ水g

；
则：

G

ρ金g

=

F浮

ρ水g

，所以有：ρ_金=

Gρ水

F浮

=

2.2N×1.0×103kg/m3

0.2N

=11×10³kg/m³．
（2）由于木块不下沉，不能直接测量木块受到浮力的大小，所以不能用称重法探究木块上浮的条件．
实验中要想需要测出木块浸没在水中时所受到的浮力，可采用如下步骤：
①在量筒中装入适量的水，记下体积V₁；
②将木块放入量筒的水中，并用细铁丝将木块全部按入水中，记下此时的体积V₂；
③利用阿基米德原理F_浮=G_排=ρ_水g（V₂-V₁）即可求得木块浸没在水中时受到的浮力．
故答案为：（1）①2.2N；②0.2N；③F_浮＜G；④11×10³kg/m³
（2）不行；
实验步骤：①在量筒中装入适量的水，记下体积V₁；
②将木块放入量筒的水中，并用细铁丝将木块全部按入水中，记下此时的体积V₂；
③利用阿基米德原理F_浮=G_排=ρ_水g（V₂-V₁）即可求得木块浸没在水中时受到的浮力．