试题

某同学在“探究浮力大小与什么有关”时，做了如图所示的实验．
甲：在空气中测石块所受的重力G
乙：石块浸入水中后，弹簧测力计的示数G′
丙：测石块排开水所受的重力G_排
根据要求完成下列探究过程：
（1）石块的重力G=N．
（2）由图可得石块所受浮力F_浮=N．
（3）石块排开水所受到的重力G_排=N．
（4）比较F_浮和G_排的大小，可以发现：F_浮G_排．（选填“＞”、“＜”、“=”）
（5）石块的密度为．（结果保留一位小数）

解：（1）弹簧测力计的分度值为0.2N，指针指在3N刻度上，所以在空气中石块的重力为G=3N；
（2）石块浸入水中后，弹簧测力计的指针指在1N下面第3个小格上，示数为F=1N+0.2N×3=1.6N，石块在水中所受浮力F_浮=G-F=3N-1.6N=1.4N；
（3）空桶的重力为0.4N，空桶和石块排开的水总重力为1.8N，所以石块排开水所受的重力G_排=1.8N-0.4N=1.4N；
（4）比较浮力和排开的水的重力发现，二者大小相等，浮力的大小等于排开的水所受的重力，即F_浮=G_排．
（5）∵F_浮=ρ_水gV_排，
∴石块的体积为V=V_排=

F浮

ρ水g

=

1.4N

1×103kg/m3×9.8N/kg

≈1.4×10^-4_m3，
石块的密度为ρ=

m

V

=

G

Vg

=

3N

1.4×10-4m3×9.8N/kg

≈2.1×10³kg/m³．
故答案为：（1）3；（2）1.4；（3）1.4（4）=；（5）2.1×10³．