Question

同學們在學習“阿基米德原理”這節課上．仔細觀察了老師所做的演示實驗（如圖所示）．課后復習時．物理興趣小組的同學們，經過反復的思考、討論，提出了對該實驗的改進意見，并動手制作出了如圖所示的實驗裝置，其中A、B為兩個規格相同的彈簧秤，C為重物，D為薄塑料袋（質量不計），E是用廢棄的大號飲料瓶、帶孔橡皮塞以及彎曲玻管自制的溢水杯，杯中加人紅色的水，F是升降平臺（搖動手柄，可使平臺高度緩慢上升、下降），G為鐵架臺．
（1）實驗中．同學們逐漸調高平臺F，使重物浸入水中的體積越來越大，觀察到彈簧秤A的示數

增大

；彈簧秤B的示數

減小

（選填“增大”、“減小”或“不變”）．比較彈簧秤A的示數變化量F_A’和彈簧秤B的示數變化量F_B’，它們的大小關系是F_A’

=

F_B’（迭填“＞”、“＜”或“=”）．
（2）通過分析，你認為應提醒興趣小組的同學在操作時要注意什么問題？（請寫出兩條）
①

彈簧秤使用前要調零

；
②

待彈簧秤示數穩定后再讀數

．
（3）對比前圖、后圖的兩組實驗，改進后的實驗與原實驗比較有哪些優點？
（請寫出兩條）
①

溢水杯中加紅色水，增加可見度；

；
②

能同時顯示出物體所受的浮力大小和物體排開液體的重力大小

．

Answer 1

分析：（1）根據浮力的計算公式F=ρgv可知，g和ρ一定時，v變大，F也變大，而彈簧測稱的示數FA=G-F，F變大，G不變，所以彈簧稱A的示數變小．而彈簧稱B的示數與重物排出的水的多少有關，逐漸調高平臺F，使重物浸入水中的體積越來越大，所以排出水的體積增大，重力增大．彈簧秤A的示數變化量F_A′和彈簧秤B的示數變化量F_B’，它們的大小相等，因為它們都等于重物排出水的重力變化量．
（2）因為本實驗用到彈簧稱，所以應主要從彈簧測力計的使用上提醒．
（3）改進后的優點從增加實驗器材的目的來分析．

解答：解：（l）由分析知彈簧稱A和彈簧秤B的示數變化都是由重物排出水的多少決定，只是彈簧秤A的示數隨著排出水的增加而減小，彈簧秤B的示數隨著排出水的增加而增大．而彈簧秤A 增加的和彈簧秤B減少的相等．
（2）實驗中注意的事項應該從所用器材分析．
①彈簧秤使用前要調零；
②待彈簧秤示數穩定后再讀數；
③盡最避免玻管與塑料袋間有作用力；
④玻管不能浸人塑料袋里的水中；
⑤平臺高度的調節只能越來越高，讓物體浸入液體的部分越來越大；
⑥溢水杯中加水時，使水面略超過溢水口處．濫出的水用玻璃杯承接．水斷流后移走杯；
正確均給分
（3）對比圖1、圖2的兩組實驗可知：圖2的實驗中，把水變為紅色是為了增加可見度；
使用可調節的平臺，可以形象觀察到物體排出液體體積的增大；
使用鐵架臺是為了固定彈簧秤方便老師講解．
故為：①溢水杯中加紅色水，增加可見度；
②能同時顯示出物體所受的浮力大小和物體排開液體的重力大小；
③兩節平臺F的高度．可觀察到物體受到的浮力隨排開液休的體積的增大而增大；
④彈簧上端有鐵架臺固定，彈簧秤示數更穩定；
⑤薄塑料袋不計質量，彈簧秤B的示數直接反映物休所受的浮力大小
⑥上課時不用老師拎著彈簧秤讀數．便于老師的講解．
故答案為：（1）減小；增大；=；（2）①彈簧秤使用前要調零；②待彈簧秤示數穩定后再讀數；（3）①溢水杯中加紅色水，增加可見度；
②能同時顯示出物體所受的浮力大小和物體排開液體的重力大小．

點評：本題主要是考查學生科學探究的能力、分析能力、觀察能力以及對阿基米德原理的理解．