题文

一石块用弹簧测力计在空气中称重4.2N，当把它完全浸没在水中称为2.7N（g取10N/kg），求： （1）该石块的密度；  （2）如将该石块挂在弹簧测力计下端，并将其完全浸没在密度为0.8×103kg/m3的液体中，然后从液体中匀速地将它提出来，该过程中弹簧测力计显示的最大和最小读数．

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）∵G=mg， ∴石块的质量： m= G g = 4.2N 10N/kg =0.42kg F浮=G-F′=4.2N-2.7N=1.5N， ∵F浮=ρ水gV排， ∴石块的体积： v=v排= F浮 ρ水g = 1.5N 1×103kg/m3×10N/kg =1.5×10-4m3， 石块的密度： ρ石= m V = 0.42kg 1.5×10-4m3 =2.8×103kg/m3． （2）从液体中匀速把石块提出来时， 弹簧测力计最大示数： F=G=4.2N， 最小示数： F′=G-F浮′=4.2N-ρ液vg=4.2N-0.8×103kg/m3×1.5×10-4m3×10N/kg=3N． 答：（1）该石块的密度为2.8×103kg/m3；  （2）弹簧测力计显示的最大读数为4.2N，最小读数为3N．

据专家权威分析，试题“一石块用弹簧测力计在空气中称重4.2N，当把它完全浸没在水中称为..”主要考查你对  浮力及阿基米德原理，密度的计算，重力的计算  等考点的理解。关于这些考点的“档案”如下：

浮力及阿基米德原理密度的计算重力的计算

考点名称：浮力及阿基米德原理

• 浮力：
  （1）定义：浸在液体中的物体受到向上托的力叫做浮力。
  （2）施力物体与受力物体：浮力的施力物体是液体 (或气体)，受力物体是浸入液体(或气体)中的物体。
  （3）方向：浮力的方向总是竖直向上的。
  阿基米德原理：
  （1）原理内容：浸在液体里的物体受到液体竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
  （2）公式：，式中ρ_液表示液体的密度，V_排是被物体排开的液体的体积，g取9．8N／kg。

• 浮力大小跟哪些因素：
  有关浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体浸入液体中的体积有关，跟液体的密度有关，跟物体浸入液体中的深度无关。跟物体本身密度大小无关。

• 阿基米德原理的五点透析：
  (1)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态：一是物体的全部体积都浸入液体里，即物体浸没在液体里；二是物体的一部分体积浸入液体里，另一部分露在液面以上。
  
  (2)G_排指被物体排开的液体所受的重力，F_浮= G_排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。
  
  (3)V_排是表示被物体排开的液体的体积，当物体全部浸没在液体里时，V_排=V_物；当物体只有一部分浸入液体里时，则V_排<V_物。
  
  (4)由可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、液体的多少等因素无关。
  
  (5)阿基米德原理也适用于气体，但公式中ρ_液应该为ρ_气。
  
  控制变量法探究影响浮力大小的因素:
       探究浮力的大小跟哪些因素有关时，用“控制变量法”的思想去分析和设计，具体采用“称量法”来进行探究，既能从弹簧测力计示数的变化中体验浮力，同时，还能准确地测出浮力的大小。
  例1小明在生活中发现木块总浮在水面，铁块却沉入水底，因此他提出两个问题：
  问题1：浸入水中的铁块是否受到浮力?
  问题2：浮力大小与哪些因素有关?
  为此他做了进一步的猜想，设计并完成了如图所示实验，
  (1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均小于(a)图中弹簧测力计示数，说明浸入水中的铁块__(选填 “受到”或“不受到”)浮力；
  (2)做___(选填字母)两次实验，是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关；
  (3)做(d)、(e)两次实验，是为了探究浮力大小与 __的关系。
  
  解析(1)物体在水中时受到水向上托的力，因此示数会变小。
  (2)研究浮力与深度的关系时，应保持V_排和ρ_液不变，改变深度。
  (3)在V_排不变时，改变ρ_液，发现浮力大小改变，说明浮力大小与ρ_液有关。
  答案(1)受到(2)(c)、(d)(3)液体密度
  
  公式法求浮力:
       公式法也称原理法，根据阿基米德原理，浸入液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力(表达式为：F_浮=G_排=ρ_液gV_排)。此方法适用于所有浮力的计算。
  例1一个重6N的实心物体，用手拿着使它刚好浸没在水中，此时物体排开的水重是10N，则该物体受到的浮力大小为____N。
  解析由阿基米德原理可知，F_浮=G_排=10N。