Question

同学们在学习“阿基米德原理”这节课上．仔细观察了老师所做的演示实验（如图1所示）．课后复习时．物理兴趣小组的同学们，经过反复的思考、讨论，提出了对该实验的改进意见，并动手制作出了如图2所示的实验装置，其中A、B为两个规格相同的弹簧秤，C为重物，D为薄塑料袋（质量不计），E是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻管自制的溢水杯，杯中加入红色的水，F是升降平台（摇动手柄，可使平台高度缓慢上升、下降），G为铁架台．
（1）实验中．同学们逐渐调高平台F，使重物浸入水中的体积越来越大，观察到弹簧秤A的示数______；弹簧秤B的示数______（选填“增大”、“减小”或“不变”）．比较弹簧秤A的示数变化量F_A′和弹簧秤B的示数变化量F_B’，它们的大小关系是F_A′______F_B′（迭填“＞”、“＜”或“=”），
（2）通过分析，你认为应提醒兴趣小组的同学在操作时要注意什么问题？（请写出两条）
①______；
②______．
（3）对比图1、图2的两组实验，改进后的实验与原实验比较有哪些优点？（请写出三条）
①______；
②______；
③______．

Answer

（1）根据浮力的计算公式F=ρgv可知，g和ρ一定时，v变大，F也变大，而弹簧测称的示数FA=G-F，F变大，G不变，所以弹簧称A的示数变小．而弹簧称B的示数与重物排出的水的多少有关，逐渐调高平台F，使重物浸入水中的体积越来越大，所以排出水的体积增大，重力增大．弹簧秤A的示数变化量FA′和弹簧秤B的示数变化量FB’，它们的大小相等，因为它们都等于重物排出水的重力变化量．
（2）因为本实验用到弹簧称，所以应主要从弹簧测力计的使用上提醒．
（3）改进后的优点从增加实验器材的目的来分析．
【解析】
（l）由分析知弹簧称A和弹簧秤B的示数变化都是由重物排出水的多少决定，只是弹簧秤A的示数随着排出水的增加而减小，弹簧秤B的示数随着排出水的增加而增大．而弹簧秤A 增加的和弹簧秤B减少的相等．
故本题的答案为：减小，增大，=
（2）实验中注意的事项应该从所用器材分析．
故本题答案为：
①弹簧秤使用前要调零；
②待弹簧秤示数稳定后再读数；
③尽最避免玻管与塑料袋间有作用力；
④玻管不能浸人塑料袋里的水中；
⑤平台高度的调节只能越来越高，让物体浸入液体的部分越来越大；
⑥溢水杯中加水时，使水面略超过溢水口处．滥出的水用玻璃杯承接．水断流后移走杯；
正确均给分
（3）对比图1、图2的两组实验可知：图2的实验中，把水变为红色是为了增加可见度；
使用可调节的平台，可以形象观察到物体排出液体体积的增大；
使用铁架台是为了固定弹簧秤方便老师讲解．
故本题答案为：①溢水杯中加红色水，增加可见度；
②能同时显示出物体所受的浮力大小和物体排开液体的重力大小；
③两节平台F的高度．可观察到物体受到的浮力随排开液休的体积的增大而增大；
④弹簧上端有铁架台固定，弹簧秤示数更稳定；
⑤薄塑料袋不计质量，弹簧秤B的示数直接反映物休所受的浮力大小
⑥上课时不用老师拎着弹簧秤读数．便于老师的讲解．
正确均给分