Question

【題目】如圖所示，為了驗證“阿基米德原理”，某同學做了如下實驗：

（1）如圖甲，在彈簧的下端掛一個小桶，小桶的下面吊一個石塊，記下彈簧伸長后下端到達的位置O，將此時彈簧對小桶的拉力計為T1 ， 小桶與石塊的總重記為G，則T1G（選填“＞”“＜”“=”）；如圖乙，在溢水杯中盛滿水，當石塊浸沒在水中時，排出的水便流到旁邊的小水杯中，將排出的水的重力記為G排；
（2）如圖丙所示，把小杯中的水全部倒入彈簧下方的小桶中，彈簧的下端又會到達原來的位置O，將此時彈簧對小桶的拉力記為T2 ， 則T2T1（選填“＞”“＜”“=”）；
（3）通過對圖丙中小桶和石塊的受力分析，請推導石塊受到的浮力F浮與排出水的重力G排之間的關系．（要求寫出推導過程）

Answer 1

【答案】
（1）=
（2）=
（3）

T1=G，T2=G+G排﹣F浮，且T1=T2，所以F浮=G排

【解析】解：（1）彈簧對小桶的拉力計為T1 ， 和小桶和石塊的總重是一對平衡力，大小相等，即T1=G；（2）在兩個拉力的作用下，彈簧伸長到相同的位置，起到相同的效果，所以這兩個拉力的關系是：T2=T1；（3）甲圖中，T1=G；丙圖中，T2=G+G排﹣F浮；因為T1=T2 ， 所以G=G+G排﹣F浮 ， 所以F浮=G排 ．
故答案為：（1）=；（2）=；（3）T1=G，T2=G+G排﹣F浮 ， 且T1=T2 ， 所以F浮=G排 ．
（1）彈簧對小桶的拉力與小桶和石塊的總重是一對平衡力；（2）在彈性限度內，彈簧的伸長與受到的拉力成正比，在兩個拉力的作用下，彈簧伸長到相同的位置，起到相同的效果；（3）根據甲和丙兩次實驗中彈簧伸長到相同位置列出等式，找出浮力和排出水的重力之間的關系．此題主要考查的是學生對驗證“阿基米德原理”實驗的理解和掌握，關鍵是等效替代法在實驗中的應用．