Question

在“探究物體的浮沉條件”時，李剛小組的同學從家里帶來了一些物品：①小鐵釘、②小玻璃瓶、③蠟燭、④橡皮泥、⑤塑料塊、⑥橡皮塞、⑦蘋果、⑧小石塊．
（1）為了弄清上浮、下沉、懸浮、漂浮的物體所受的浮力和重力之間的關系，需要測量并計算重力和浮力的大小，通過分析比較得出物體的浮沉條件．
實驗室提供的器材有：彈簧測力計、天平、量筒、燒杯、水、細線、細鐵絲、溢水杯、
塑料袋．請你選擇實驗器材，來測量上浮的物體所受的重力和浮力，以一段蠟燭為例，則要選擇的實驗器材有

彈簧測力計

、

量筒、溢水杯

和細鐵絲、水．測量蠟燭所受的重力和浮力的實驗步驟分別是：
A．

用彈簧測力計稱量蠟燭的重力

；
B．

把蠟燭放入盛滿水的溢水杯中，用細鐵絲使蠟燭完全淹沒，用量筒收集溢出的水，測出排開水的體積，利用阿基米德原理求收到的浮力

；
（2）下面是李剛小組探究物體浮沉條件時所測的部分數據，請你填寫空格中的項目．（g取10N/kg）

物體 名稱	質量 m/g	浸沒時 V排/cm3	重力 G/N	浮力 F浮/N	重力與浮力的關系	物體的運動狀態
蘋果	193	222	1.93	2.22	F浮＞G	上浮
小瓶1	15.7	15	0.157	0.15	F浮＞G	上浮
小瓶2	9.8	17	0.098	0.17	F浮＞G	上浮
塑料塊	39.5	36	0.0395	0.36	F浮＜G	下沉
橡皮	14.1	10	0.141	0.10	F浮＜G	下沉
臘塊	35.2	37	0.352	0.37	F浮＞G	上浮

Answer 1

分析：（1）測量上浮的物體所受的重力和浮力，重力可以直接測出，浮力需要測出排開液體的體積，利用阿基米德原理計算出物體受到的浮力；根據需要測量的量選取測量工具；
（2）用彈簧測力計測量物體的重，將物體浸沒在盛滿溢水杯的水中，將溢出的水收集在量筒內，測出排開水的體積，利用阿基米德原理求物體受到的浮力；知道小瓶排開水的體積，利用阿基米德原理求受到的浮力；知道塑料塊的質量，利用重力公式求其重力．

解答：解：（1）測量上浮的物體的重力可以用彈簧測力計，將上浮的物體按入盛滿溢水杯的水中，將溢出的水收集在量筒內，測出排開水的體積，需要量筒、溢水杯；
實驗步驟：A：用彈簧測力計稱量蠟燭的重力；
B：把蠟燭放入盛滿水的溢水杯中，用細鐵絲使蠟燭完全淹沒，用量筒收集溢出的水，測出排開水的體積，利用阿基米德原理求收到的浮力；
（2）因為蘋果受到的浮力大于重力，所以蘋果上浮；
因為小瓶1受到的浮力大于重力，所以小瓶1上浮；
小瓶2受到的浮力：F_浮=ρ_水gv_排=1×10³kg/m³×17×10-⁶m³×10N/kg=0.17N，
塑料塊的重力：G=mg=0.0395kg×10N/kg=0.395N．
故答案為：（1）彈簧測力計、量筒、溢水杯；用彈簧測力計稱量蠟燭的重力；把蠟燭放入盛滿水的溢水杯中，用細鐵絲使蠟燭完全淹沒，用量筒收集溢出的水，測出排開水的體積，利用阿基米德原理求收到的浮力；
（2）上浮；上浮；0.17；0.395．

點評：本題是探究物體沉浮條件應用的實驗；涉及器材選擇、設計實驗步驟、浮力的計算、重力的計算以及物體沉浮現象等，綜合性強，考查了學生的實驗設計能力，屬于難題．