问题标题:
甲乙两位同学分别对“物体的浮沉条件”进行了探究.(1)甲同学的探究方案实验器材:弹簧测力计(量程0~5N分度值0.2N)、天平(带砝码盒、量筒及水、蜡块(10g左右)探究问题:蜡块
问题描述:

甲乙两位同学分别对“物体的浮沉条件”进行了探究.

(1)甲同学的探究方案

实验器材:弹簧测力计(量程0~5N分度值0.2N)、天平(带砝码盒、量筒及水、蜡块(10g左右)

探究问题:蜡块的上浮条件.

实验过程:

①首先测量蜡块的重力:

方案一是用弹簧测力计直接测出蜡块的重力;

方案二是用天平测出蜡块的质量,再求出重力.

你支持方案___,理由是___.

②测量蜡块受到的浮力:量筒中放入适量的二水,把蜡块放在水中浮在水面时,测出蜡块排开水的体积,用阿基米德原理求出浮力,你认为上述操作存在的问题是___.

③通过比较蜡块的重力和受到的浮力,可知物体上浮的条件.

(2)乙同学的探究方案

实验器材:装有水的大烧杯、蜡块、铁钉(如图)

探究问题:蜡块的下沉条件.

实验过程:把蜡块浸没在水中,松手后,发现蜡块要上浮直至漂浮在水面,为了使浸没在水中的蜡块会下沉,设计了两种实验方案.

方案一:将一根铁钉全部插入蜡块中,然后将蜡块浸没在水中松手,发现蜡块沉入水底.

方案二:用同样的铁钉,但只将其部分插入蜡块中,将蜡块浸没在水中松手,发现蜡块也沉入水底.

①从物体受力的角度看,在蜡块中插入铁钉是为了改变___的大小.

②能偶得到的实验结论是:___.

③虽然两种方案的实验结果基本一致,但老师认为方案一更科学,你认为老师这样评论的主要理由是___.

宋立博回答:
  (1)蜡块的重力:   G=mg=9×10-3kg×10/N/kg=0.09N<0.2N,   即:蜡块的重力小于弹簧测力计的分度值,无法直接精确测量,   所以支持方案二;   ②把蜡块放在水中浮在水面时,测出蜡块排开水的体积,这样用阿基米德原理求出的浮力不是蜡块浸没在水中受到的浮力.应该利用“助沉法”使蜡块浸没在水中,测出蜡块排开水的体积;   (2)在蜡块中插入铁钉,蜡块的重力增大;当重力大于浮力时,物体就会下沉;   方案一:将一根铁钉全部插入蜡块,在改变重力的同时浮力是不变的;   方案二:没有将铁钉全部插入蜡块,在改变重力的同时,蜡块排开液体的体积增大,根据F浮=ρ液gV排可知浮力变大,无法找到浮力和重力的关系.   故答案为:(1)二;因为弹簧秤的分度值大于蜡块的重力;蜡块没有浸没在水中;(2)重力;物体的重力大于浮力时,物体下沉;方案一是在改变物体重力的同时,控制了浮力不变这一条件.
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