Question

【題目】小明用如圖所示裝置探究浮力的相關知識，細線的體積、重力及滑輪摩擦不計。實驗步驟如下：

A．用測力計測出長方體空心塑料塊的重力；

B．在底部固定有滑輪的容器中裝適量的水；

C．用一根細線穿過滑輪將塑料塊與測力計連接起來；

D．往容器中注水，待水面平靜時記錄塑料塊底部

所處的深度及測力計的示數；

E．多次重復步驟D的實驗操作。

實驗數據記錄如下表：

（1）此實驗中滑輪的作用是________________。

（2）本實驗是通過測量拉力間接測出浮力，以下測量方法與之不同的是______。

A．用測力計測量物體受到的重力

B．用測力計測量水平面上勻速直線運動物體受到的摩擦力

C．用量筒測量液體的體積

（3）分析前三次實驗數據可知，塑料塊所受到的浮力大小與____________有關；分析后五組數據可知，塑料塊所受浮力大小______無關。

（4）塑料塊的重力為______N，塑料塊的平均密度為______kg/m3。（g=10N/kg）

Answer 1

【答案】 改變力的方向 C 排開液體的體積 深度 0.6 0.6×103

【解析】（1）塑料塊受到的拉力方向豎直向下，但通過定滑輪的作用，豎直向上用力就能起到同樣的效果，所以，實驗中定滑輪的作用是改變力的方向；

（2）塑料塊受到豎直向下的重力G、拉力T和豎直向上的浮力F浮作用，在這三個力的作用下，塑料塊處于靜止狀態，所以F浮=G+T，塑料塊受到的浮力是通過測出的拉力T和物體本身的重力G求出來的，即通過測量拉力間接測出浮力，a、重力是不能直接測量的，根據二力平衡條件，通過測量物體質量的大小間接測出重力的大小，屬于間接測量；

b、水平面上勻速直線運動物體受到的摩擦力不能直接測量，根據二力平衡，此時物體受到的摩擦力大小等于物體受到的拉力，通過測量拉力的大小間接測出了摩擦力的大小，屬于間接測量；

c、用量筒測量液體的體積，是直接測量出來，與間接測量不同；故選C；

（3）塑料塊底部所處深度分別為2cm、3cm、4cm時，物體排開液體的體積逐漸增大，浮力變大，故浮力大小與物體排開的液體的體積有關；從所處深度為4cm開始，物體排開水的體積都等于物體自身的體積保持不變，從表中數據可知，塑料塊受到的浮力與所處深度無關；

（4）當測力計的示數為0N時，塑料塊漂浮，浮力和重力相等，此時浮力為0.6N，故塑料塊的重力為0.6N；塑料塊的質量為：m=G/g=0.6N/10N/kg=0.06kg；

在水中的浮力F浮′=1N，由F浮 =ρ水gV排可得，

物體排開水的體積即物體的體積：

V=V排 =F浮/ρ水g=1N/1×103g/m3×10N/kg=1×10-4 m3，

塑料塊的密度：ρ塑料 =m/V=0.06kg/1×104m3=0.6×103kg/m3