Question

（2012?遼陽）某課外興趣小組的同學做的兩個實驗如下：

一是測量不規則形狀石塊的密度．他們的操作過程如圖甲所示．
二是改進的“阿基米德原理”實驗，裝置如圖乙所示．其中A、B為兩個規格相同的彈簧測力計，C為重物，D為薄塑料袋（質量不計），F是塑料飲料瓶、橡膠塞及彎曲的玻璃管制成的溢水杯，E是升降平臺（搖動手柄可使平臺高度緩慢升降）．請完成下列內容：
①請將圖甲中的實驗步驟合理排序

cab

（只填字母）．
②設計表格，記錄測石塊密度的實驗數據與結果．
③在圖乙所示實驗中，同學們逐漸調高平臺E，使重物浸入水中的體積越來越大，觀察到彈簧測力計A的示數

減小

，B的示數

增大

（填“增大”、“減小”或“不變”）．
比較彈簧測力計A的示數變化量

F

′ A

和B的示數變化量

F

′ B

，它們的大小關系是

F

′ A

=

F

′ B

（填“＞”、“=”或“＜”）．
④教材上驗證阿基米德原理的實驗如圖丙所示，同學們改進的實驗與教材上的實驗相比較有什么優點？（請寫二條）
一條：

彈簧上端有鐵架臺固定，彈簧秤示數更穩定

；
二條：

上課時不用老師拎著彈簧秤讀數．便于老師的講解

．

Answer 1

分析：①根據測量密度的實驗步驟：先測質量，再測體積，然后再求密度．
②根據所測得數據來設計表格．
③根據阿基米德原理可知，重物浸入水中的體積越來越大時受到的浮力變大，根據稱重法可知彈簧測力計A示數的變化；此時重物排開水的體積變大即溢出水的體積變大，據此可知彈簧測力計B示數的變化；再根據阿基米德原理判斷彈簧秤A的示數變化量F_A′和彈簧秤B的示數變化量F_B′之間的關系．
④改進后的優點從增加實驗器材的目的來分析．

解答：解：①先用天平測出質量，再在量筒內倒入適量水，記下示數V₁，然后將石塊放入量筒內，記下示數V₂，即可求出石塊體積，最后求出密度．
故答案為：cab．
②因為要測量石塊的質量，量筒內水的體積、石塊的體積等，設計表格如下：

石塊質量m/g	量筒內水的體積V2/cm3	量筒中石塊和水的總體積V2/cm3	石塊的體積 V/cm3	石塊的密度 ρ/（kg．m-3）
37.4	20	40	20	1.87×103

③重物浸入水中的體積越來越大時，排開液體的體積變大，
根據F_浮=ρ_液gV_排可知，重物受到的浮力變大，
∵F_浮=G-F′
∴彈簧測力計A的示數F′=G-F_浮變小；
又∵重物浸入水中的體積越來越大時，溢出水的體積變大、溢出水的質量變大、溢出水受到的重力變大，
∴彈簧測力計B的示數變大；
根據阿基米德原理可知，物體所受浮力的大小和排開液體的重力相等，
∴彈簧測力計A示數的變化量F_A'和彈簧測力計B示數的變化量F_B′相等．
故答案為：減小；增大；=；
④改進實驗中，把水變為紅色是為了增加可見度；
使用可調節的平臺，可以形象觀察到物體溢出液體體積的變化；
使用鐵架臺是為了固定彈簧秤方便老師講解．
故答案為：彈簧上端有鐵架臺固定，彈簧秤示數更穩定；上課時不用老師拎著彈簧秤讀數．便于老師的講解．

點評：本題考查了阿基米德原理實驗的改進，弄清楚實驗裝置中每一個儀器的作用，結合阿基米德原理，即可輕松解題．