Question

在学习阿基米德原理之后，甲、乙两位同学用如图所示的实验装置进行验证。

（1）下面是他们填写的实验报告，请帮他们填写完整。

实验目的：通过实验研究浸没在液体中的物体受到的浮力与它排开液体所受重力的关系。

实验器材：量筒、水、金属块、弹簧测力计、细线。

实验步骤：

①在弹簧测力计下用细线悬挂一块金属块，静止后记下测力计的示数F₁，则G_金=______。

②在量筒中倒入适量的水，按图示记下水面的示数V₁。

③将金属块完全浸没在量筒的水中，记下此时弹簧测力计的示数F₂，

则F_浮=_____。

……

（2）若阿基米德原理成立，则F_浮与（V₂－V₁）应满足的关系式为________。（水的密度用ρ_水表示）

（3）甲同学实验后，乙同学用小木块替换金属块悬挂在弹簧测力计下端，记下弹簧测力计的示数F₃，将小木块缓慢进入水中，弹簧测力计的示数变为零，此时木块受到的浮力F′_浮=_____。

Answer

F1 F1-F2 F浮 =ρ水 g（V2 -V1） F3

【解析】

(1)[1]在弹簧测力计下端用细线悬挂一块金属块，由于静止时，所以，拉力与重力是一对平衡力，故

G金=F1；

[2]由称重法知道，物体受到的浮力等于物体的重力减掉浸没水中时弹簧测力计的示数，即

F浮 =F1-F2；

(2)[3]根据题意知道，量筒中水面两次示数差（V2 -V1 ）表示金属块排开水的体积；由和G=mg知道，金属块排开水所受重力的表达式是：

G排=m排g=ρ水gV排=ρ水g（V2 -V1）。

又因为F浮 =G排 ，所以，

F浮 =ρ水 g（V2 -V1）。

(3)[4]当弹簧测力计示数为零时，木块漂浮在水面上，浮力等于重力，即

F′浮 =G木 =F3