Question

【題目】小誠想在物體漂浮時探究阿基米德原理，他利用蘋果、天平、溢水杯、小桶進行了如圖所示的操作:

（1）圖a中，得出蘋果重力的表達式為_______；圖b中蘋果漂浮在水上，根據_______知識，可求出浮力；

（2）為了得出排開液體的重力，還缺一個步驟d：_______；（測量物理量用m3表示）；步驟d補充后，最合理的實驗步驟順序為_______（用實驗步驟對應的字母表示）；

（3）最后驗證測量的物理量是否滿足關系式：_______；

（4）步驟a中，較重的砝碼如圖所示放在托盤內左側，會導致測量的質量結果______（選填“偏大”“偏小”或“不變”）。

Answer 1

【答案】m1g 二力平衡 用天平測量小桶和排開水的總質量為m3 acbd或cabd m1g=（m3-m2）g 偏大

【解析】

第一空．圖a中，蘋果的質量是m1，蘋果重力為m1g；

第二空．圖b中蘋果漂浮在水上，處于平衡狀態，蘋果受到的重力和浮力是平衡力，根據二力平衡的條件得到浮力

F浮=G= m1g；

第三空．要得出排開液體的重力，需要知道排開液體的質量，排開液體的質量等于小桶和排開水的總質量與小桶質量的差，所以需要用天平測量小桶和排開水的總質量為m3；

第四空．實驗步驟：需要先測量蘋果的質量m1和小桶的質量m2，將蘋果漂浮在水面上，用天平測量小桶和排開水的總質量，即acbd或cabd；

第五空．實驗需要驗證浮力和排開液體的重力的關系，

F浮= m1g，

排開液體的重力

G排=（m3-m2）g，

實驗滿足的條件：

m1g=（m3-m2）g；

第六空．天平的原理是杠桿的平衡條件，天平左邊的力為阻力，右邊為動力，阻力和阻力臂不變，較重的砝碼放在托盤內左側，整個砝碼的重心向左移動，會導致動力臂減小，根據杠桿的平衡條件F1l1=F2l2可知動力偏大，導致測量的質量結果偏大。