Question

8．為了探究某合金塊浸沒在水中所受浮力和它排開水的重力之間的關(guān)系，并借用水的密度ρ_水求出該合金塊的密度ρ_x，某同學(xué)進行了如圖甲、乙、丙、丁四次測量（彈簧測力計讀數(shù)分別為F₁、F₂、F₃、F₄）．
（1）你覺得合理的實驗順序是丁乙甲丙；
（2）實驗表明，（合金塊所受浮力）F₂-F₁=F₃-F₄（合金塊排開水的重力）（用F₁、F₂、F₃、F₄表示）；
（3）則ρ_x=$\frac{{F}_{2}}{{F}_{3}-{F}_{4}}$ρ_水（用ρ_水、F₂、F₃、F₄表示）．

Answer 1

分析 （1）（2）實驗中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；根據(jù)阿基米德原理可知，如果物體排開液體的重力和受到的浮力相等；
（3）已知F₂為合金塊的重力，則合金塊的質(zhì)量m=$\frac{{F}_{2}}{g}$，利用F_浮=ρ_水gV_排求得合金塊排開水的體積，由圖可知，合金塊全部浸沒在水中，則V_排=V_物，再利用ρ=$\frac{m}{V}$即可求得合金塊的密度．

解答 解：
（1）減小測量誤差，正確的順序是測出空桶重力→合金塊重力→合金塊浸入水中，讀出彈簧測力計示數(shù)→測出小桶和排開水的總重力，即丁、乙、甲、丙（或乙、丁、甲、丙）；
（2）由題可知，浮力等于合金塊的重力減在水中的拉力，則F_浮=F₂-F₁；
排開液體的重力等于水和桶的重力減空桶的重力，則G_排=F₃-F₄；
（3）合金塊的質(zhì)量m=$\frac{{F}_{2}}{g}$，
由F_浮=ρ_水gV_排可得V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{{F}_{3}-{F}_{4}}{{ρ}_{水}g}$，
合金塊全部浸沒在水中，則V_排=V_物，
合金塊的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{{F}_{2}}{g}}{\frac{{F}_{3}-{F}_{4}}{{ρ}_{水}g}}$=$\frac{{F}_{2}}{{F}_{3}-{F}_{4}}$ρ_水．
故答案為：（1）丁乙甲丙；（2）F₂-F₁；F₃-F₄；（3）$\frac{{F}_{2}}{{F}_{3}-{F}_{4}}$ρ_水．

點評 本題是探究阿基米德原理的實驗，要圍繞測量的方法及阿基米德原理的內(nèi)容進行分析，才能正確解題．