Question

【題目】在“阿基米德原理”一節的學習中，我們經歷了阿基米德原理表達式的推導和“驗證阿基米德原理”的實驗。

①如圖所示，一個邊長為a的正方體物塊浸沒在密度為ρ液的液體中。請根據浮力產生的原因和液體內部壓強的規律，推導出它所受的浮力大小與物體排開液體所受重力大小的關系。________

②在“驗證阿基米德原理”的實驗中，使用圖中所示的溢水杯和小燒杯接收被測物塊排開的水。為減少誤差，要求“在浸入被測物塊前，要使溢水杯中的水面恰好與溢水口相平”，請寫出達到該要求的操作要點________ 。

③圖中為小王實驗步驟的示意圖，其中“步驟B”的目的是：測出________ 。若圖中彈簧測力計的四個示數值F1、F2、F3、F4滿足關系式________ 時，則可以驗證阿基米德原理。

Answer 1

【答案】①F浮＝G排

②在溢水杯中倒入水時，水面先超出溢水口并溢出水，等到水不再溢出時，即溢水杯中的水面恰好與溢水口相平。

③被測物塊浸沒在水中時所受的拉力；F1－F2＝F4－F3。

【解析】

試題①設物體上、下表面在液體中的深度分別為h上和h下，則有：

F浮＝F向上－F向下＝p向上S－p向下S

＝ρ液gh下a2－ρ液gh上a2＝ρ液g（h下－h上）a2

＝ρ液ga3＝ρ液gV排＝G排

②在溢水杯中倒入水時，水面先超出溢水口并溢出水，等到水不再溢出時，即溢水杯中的水面恰好與溢水口相平。

③被測物塊浸沒在水中時所受的拉力；F1－F2＝F4－F3。