问题标题:
【小明在验证阿基米德原理的实验操作如图所示,其实验过程如下.A.如图(a)所示,用细线将橡皮挂在弹簧测力计下,测出橡皮的重力为G1;B.如图(b)所示,用细线将空桶挂在弹簧测力】
问题描述:
小明在验证阿基米德原理的实验操作如图所示,其实验过程如下.
A.如图(a)所示,用细线将橡皮挂在弹簧测力计下,测出橡皮的重力为G1;
B.如图(b)所示,用细线将空桶挂在弹簧测力计下,测出空桶的重力为G2;
C.如图(c)所示,将水倒入溢水杯中;
D.如图(d)所示,将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没在水中,让溢出的水全部流入小桶中,同时读出此时弹簧测力计的示数为F;
E.如图(e)所示,将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下,测出小桶和溢出水的总重力为G3;
F.记录、分析实验数据,得出实验结论;
(1)分析评估上述实验,指出小明在实验操作中有一处不严谨的地方:___.
(2)若实验过程中测得的G1、G2、F、G3 四个力之间的满足___的关系时,则可得出结论F浮=G排液.
(3)小华仔细观察小明的实验过程发现,在(d) 步骤中,随着橡皮逐渐浸入水的过程中,弹簧测力计的示数逐渐减小,说明此过程中橡皮所受到的浮力___(选填“变大”、“不变”、“变小”),她想到浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关,为了验证她的猜想,可选用下图中的___(填序号)装置来进行操作.
沈才俊回答:
(1)物体放入水中前,溢水杯应该是满水的,否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积.所以应该在溢水杯中倒满水;
(2)根据实验数据计算浮力与排开水的重力,
浮力等于橡皮重力G1减去橡皮浸没在水中时弹簧测力计的示数F,即:F浮=G1-F;
排开水的重力G排等于桶与水的总重力G3减去空桶的重力G2,即:G排=G3-G2;
比较F浮与G排的大小关系可得:G1-F=G3-G2.
(3)在(d) 步骤中,由于随着橡皮逐渐浸入水的过程中,橡皮排开水体积的变大,根据F浮=ρ水gV排可判知浮力变大;
研究浮力的大小与物体排开液体体积的关系,必须控制液体密度不变,故实验操作①②③符合要求.
故答案为:
(1)C步骤中将水倒入溢水杯中;加水使水刚好与溢水杯口相平;
(2)G1-F=G3-G2;
(3)变大;①②③.
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