Question

10．為了探究“浸在液體中的物體所受的浮力跟它排開液體所受的重力”的關系，某同學進行了如圖1所示的實驗：

（1）圖中示意了四個實驗步驟，合理的實驗順序應該是丁甲乙丙（或：甲丁乙丙）；
（2）從圖中實驗數(shù)據(jù)可知，浸沒于水中時所受到的浮力F_浮=0.4N；排開水所受的重力G_排=0.4N；
結合本次實驗的目的，根據(jù)上述數(shù)據(jù)可以得出結論：F_浮=G_排（寫出浮力的關系式）．
（3）如圖2所示，長方體實心木塊漂浮在水面上，水的密度為ρ_水、木塊的密度為ρ_木、長方體的高為H、長方體浸沒在水中的高為h．證明等式$\frac{h}{H}$=$\frac{{ρ}_{木}}{{ρ}_{水}}$成立．

Answer 1

分析 （1）要先測合金塊的重力和空桶的重力，然后再把金屬塊沒入水中，測出合金塊受到的拉力，根據(jù)稱重法求出浮力；最后再測出桶和溢出水的重力得出排開水的重力；
（2）根據(jù)阿基米德原理進行解答．
（3）根據(jù)浮沉條件，漂浮時木塊的重力等于其受到的浮力，再分別代入重力公式和浮力公式，再理解化簡即可得出結論．

解答 解：（1）合理的實驗順序是：
丁、測出空桶所受的重力；
甲、測出實心合金塊所受的重力；
乙、把合金塊浸沒在裝滿水的溢水杯中，測出合金塊所受的浮力，收集合金塊排開的水；
丙、測出桶和排開的水所受的重力．（或將甲和丁的順序對換）
（2）由圖中數(shù)據(jù)可知，物體受到的浮力：F_浮=2.0N-1.6N=0.4N，
物體沒入水中后排開水的重力：G_排=G_桶和水-G_空桶=1.0N-0.6N=0.4N，
再結合阿基米德原理可知，浸在液體中的物體所受的浮力，大小等于它排開液體所受的重力，即F_浮=G_排．
（3）設木塊的底面積為S，則木塊的重力為G_木=m_木g=ρ_木SHg；
木塊受到的浮力為：F_浮=G_排=ρ_水Shg；
木塊漂浮在水面上，有F_浮=G_木，即ρ_木SHg=ρ_水Shg；
化簡得：$\frac{h}{H}$=$\frac{{ρ}_{木}}{{ρ}_{水}}$．
故答案為：
（1）丁甲乙丙（或：甲丁乙丙）；
（2）0.4；0.4；G_排；
（3）證明過程同上．

點評 本題是一道綜合題，綜合考查了學生的實驗和計算能力，理解阿基米德原理是解答本題的關鍵．