Question

為了探究物體的浮沉條件，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：彈簧測(cè)力計(jì)、量筒、燒杯、金屬塊、木塊（不吸水）、細(xì)線、水、細(xì)鐵絲．
（1）小明想探究金屬塊的下沉條件．實(shí)驗(yàn)中，他用稱重法測(cè)量了物體受到的浮力：
①如圖所示，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出金屬塊在空氣中重力G=______；
②將金屬塊浸沒(méi)在水中，可得到小金屬塊所受的浮力F_浮=______．
③由此可得物體在水中下沉的條件是______．
④小明發(fā)現(xiàn)此實(shí)驗(yàn)還可得到金屬塊的密度為_(kāi)_____kg/m³．
（2）小紅想探究木塊上浮的條件．實(shí)驗(yàn)中她需要測(cè)出木塊浸沒(méi)在水中時(shí)所受到的浮力，若采用小明的稱重法測(cè)，你認(rèn)為可行嗎？______．若可行，請(qǐng)你寫(xiě)出還應(yīng)采取的措施；若不可行，請(qǐng)你利用本題中所提供的器材另外設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)．（請(qǐng)將本題答案寫(xiě)在下面的橫線上）
______．

Answer 1

（1）①如圖所示，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值是0.2N，則金屬塊在空氣中重力G=2.2N；
②將金屬塊浸沒(méi)在水中，測(cè)力計(jì)對(duì)金屬塊的拉力F′=2N，小金屬塊所受的浮力F_浮=G-F′=2.2N-2N=0.2N．
③金屬塊的重力G=2.2N，金屬塊受到的浮力F_浮=0.2N，由此可得物體在水中下沉的條件是F_浮＜G．
④由于金屬塊完全浸沒(méi)在水中，則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

；
則：

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）由于木塊不下沉，不能直接測(cè)量木塊受到浮力的大小，所以不能用稱重法探究木塊上浮的條件．
實(shí)驗(yàn)中要想需要測(cè)出木塊浸沒(méi)在水中時(shí)所受到的浮力，可采用如下步驟：
①在量筒中裝入適量的水，記下體積V₁；
②將木塊放入量筒的水中，并用細(xì)鐵絲將木塊全部按入水中，記下此時(shí)的體積V₂；
③利用阿基米德原理F_浮=G_排=ρ_水g（V₂-V₁）即可求得木塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力．
故答案為：（1）①2.2N；②0.2N；③F_浮＜G；④11×10³kg/m³
（2）不行；
實(shí)驗(yàn)步驟：①在量筒中裝入適量的水，記下體積V₁；
②將木塊放入量筒的水中，并用細(xì)鐵絲將木塊全部按入水中，記下此時(shí)的體積V₂；
③利用阿基米德原理F_浮=G_排=ρ_水g（V₂-V₁）即可求得木塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力．