Question

（4分）小明利用如圖所示的裝置測量蠟塊（＜）的密度，并進行了如下操作：

a、如圖甲，蠟塊靜止時，彈簧測力計的示數為F1。

b、如圖乙，用細線將金屬球系在蠟塊下方，將它們浸沒在水中靜止時，彈簧測力計的示數為F2。

c、如圖丙，將蠟塊拉出水面靜止時，彈簧測力計的示數為F3。

請針對以上操作回答下列問題：

（1）在b操作中將蠟塊和金屬球逐漸浸入水的過程中，發(fā)現彈簧測 力計的示數逐漸變小，說明浮力的大小與 有關。

（2）該蠟塊密度的表達式為= （水的密度用表示）

（3）以上操作順序會使測得的密度比實際密度 ，為使測量值更準確，甲、乙、丙的合理順序應為 。

 

Answer 1

（1）物體排開液體的體積，（2），（3）小 ， 甲丙乙

【解析】

試題分析：（1）用彈簧測力計測浮力時：物體浸入液體時受到的浮力等于物體的重力與彈簧測力計拉力之差，彈簧測力計示數越大，物體受到的浮力越小，彈簧測力計示數越小，物體受到的浮力越大；由圖示實驗可知，在b操作中將蠟塊和金屬球逐漸浸入水中（說明V排越大）的過程中，發(fā)現彈簧測力計的示數逐漸變小（說明物體受到的浮力越大），說明浮力的大小與排開水的體積有關．

（2）要求蠟塊的密度，要先求出蠟塊的質量和體積用公式進行計算。

圖甲是測蠟塊的重力，即G蠟=F1，求出蠟塊的質量：

根據乙、丙兩圖求蠟塊的體積。由乙、丙兩圖可知，蠟塊受到的浮力：F浮=F3-F2，

蠟塊排開水的體積：

因為蠟塊全部浸沒在水中，所以V排=V物，

蠟塊的密度：

（3）實驗過程中測質量誤差較小，但測出來的體積誤差較大。因為在圖丙中，把蠟塊從水中提起時，蠟塊上會帶有水，這樣測力計的示數F3會偏大，由表達式可看出，其它量不變時，F3偏大，則計算出的密度ρ會偏小。為了減小因為蠟塊上粘水而帶來的誤差，可把丙和乙的實驗順序調換。

考點：密度的計算，阿基米德原理