Question

（2004?武漢）小明和小婷完成了下列實(shí)驗(yàn)：
（1）小明將裝有水的溢水杯放在天平的左盤(pán)，在右盤(pán)加砝碼使天平平衡．然后把木塊輕輕地放入溢水杯中后，有20cm³的水排入量筒，木塊漂浮在水面上，此時(shí)天平恢復(fù)平衡，如圖所示．小明由此計(jì)算出了多個(gè)物理量，請(qǐng)你說(shuō)出其中的三個(gè)．（g=10N/㎏）

例	木塊排開(kāi)水的質(zhì)量為0.02㎏
1
2
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（2）小婷在做這一實(shí)驗(yàn)時(shí)，將裝有水的溢水杯放在天平左盤(pán)，在右盤(pán)加砝碼使天平平衡．當(dāng)她把木塊輕輕放入水中，發(fā)現(xiàn)木塊漂浮在水面上時(shí)，須在右盤(pán)添加砝碼，天平才重新平衡．請(qǐng)你分析原因．

Answer 1

分析：（1）由題知，木塊的質(zhì)量等于排開(kāi)水的質(zhì)量，知道排開(kāi)水的體積，利用密度公式和重力公式求排開(kāi)的水重、木塊重，利用阿基米德原理求木塊受到的浮力；
（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，木塊漂浮在水面上時(shí)，須在右盤(pán)添加砝碼，天平才重新平衡，說(shuō)明木塊的質(zhì)量大于溢出水的質(zhì)量、木塊排開(kāi)的水沒(méi)有全溢出，據(jù)此分析．

解答：解：（1）由題知，木塊漂浮在水面上，溢出水后，天平恢復(fù)平衡，木塊的質(zhì)量等于排開(kāi)水的質(zhì)量，
即：m_木=m_溢=ρ_水v_溢=1g/cm³×20cm³=20g=0.02kg，
木塊重：
G_木=m_木g=0.02kg×10N/kg=0.2N，
∵木塊漂浮，
∴木塊受到的水的浮力：
F_浮=G_木=0.2N，
排開(kāi)的水重：
G_排=F_浮=0.2N；
（2）若木塊漂浮在水面上時(shí)，須在右盤(pán)添加砝碼，天平才能重新平衡，說(shuō)明木塊的質(zhì)量大于溢出水的質(zhì)量，即：木塊排開(kāi)的水大于溢出水的體積，可見(jiàn)，開(kāi)始溢水杯中的水面沒(méi)有到溢水口．
答：（1）見(jiàn)下表：

例	木塊排開(kāi)水的質(zhì)量為0.02㎏
1	木塊受到的浮力0.2N
2	木塊受到的重力0.2N
3	木塊排開(kāi)水的重力0.2N

（2）原因是開(kāi)始溢水杯中的水面沒(méi)有到溢水口．

點(diǎn)評(píng)：本題考查了學(xué)生對(duì)密度公式、重力公式、阿基米德原理、物體的漂浮條件的掌握和運(yùn)用，分析題意得出“木塊漂浮在水面上時(shí)，溢出水后，天平能恢復(fù)平衡，說(shuō)明木塊的質(zhì)量等于排開(kāi)水的質(zhì)量等于溢出水的質(zhì)量”是本題的關(guān)鍵．