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10. 为了能直观验证阿基米德原理，实验装置如图10.2 - 6所示，把弹簧测力计上端固定在铁架台上，用粗铁丝做一个框，挂在弹簧测力计挂钩上。在粗铁丝框上端悬吊一个金属块，下端放一小杯。在金属块的正下方，有一个溢水杯，溢水杯放置在铁架台的支架上，溢水杯跟金属块、粗铁丝都不接触。
(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架，使金属块完全浸入水中(甲→乙→丙)，在此过程中，弹簧测力计示数Fₐ
(2)再平稳缓慢地降低溢水杯支架，使金属块完全离开水面(丁)。金属块全部浸入水中时(金属块未接触容器底部)所受到的浮力约为
(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架，使金属块完全浸入水中(甲→乙→丙)，在此过程中，弹簧测力计示数Fₐ
等于
(选填“大于”“等于”或“小于”)Fₑ。由此可知浸入液体中的物体所受浮力的大小等于排开液体所受的重力
。(2)再平稳缓慢地降低溢水杯支架，使金属块完全离开水面(丁)。金属块全部浸入水中时(金属块未接触容器底部)所受到的浮力约为
1.2
N，此时浮力的测量数值比真实数值将偏大
(选填“偏大”或“偏小”)。答案
10. （1）等于 排开液体所受的重力 （2）1.2 偏大
解析（1）平稳缓慢地抬高溢水杯支架，使金属块完全浸入水中（甲→乙→丙），在此过程中，弹簧测力计的示数 $F_{甲}=F_{乙}$，故金属块受到的浮力等于排开液体所受的重力。
（2）由题图丙、丁可知，弹簧测力计的分度值为 $0.2N$，$F_{丙}=3.2N$，$F_{丁}=4.4N$，则金属块全部浸入水中时所受的浮力约为 $F_{浮}=F_{丁}-F_{丙}=4.4N-3.2N=1.2N$；金属块完全离开水面时要带一些小水滴，使 $F_{丁}$ 测量的数值偏大，根据 $F_{浮}=F_{丁}-F_{丙}$可知，此时浮力的测量数值比真实数值将偏大。
解析（1）平稳缓慢地抬高溢水杯支架，使金属块完全浸入水中（甲→乙→丙），在此过程中，弹簧测力计的示数 $F_{甲}=F_{乙}$，故金属块受到的浮力等于排开液体所受的重力。
（2）由题图丙、丁可知，弹簧测力计的分度值为 $0.2N$，$F_{丙}=3.2N$，$F_{丁}=4.4N$，则金属块全部浸入水中时所受的浮力约为 $F_{浮}=F_{丁}-F_{丙}=4.4N-3.2N=1.2N$；金属块完全离开水面时要带一些小水滴，使 $F_{丁}$ 测量的数值偏大，根据 $F_{浮}=F_{丁}-F_{丙}$可知，此时浮力的测量数值比真实数值将偏大。
解析
【分析】
1. 第(1)问：分析甲→乙→丙的实验过程，甲中弹簧测力计测金属块、铁丝框和空小杯的总重；丙中金属块浸入水中，弹簧测力计测金属块受浮力后的拉力、铁丝框和装排开水的小杯的总重。对比两者示数，结合阿基米德原理的验证逻辑，可得出浮力与排开液体重力的关系。
2. 第(2)问：先确定弹簧测力计分度值，读出丙、丁图的示数，利用称重法$F_{浮}=G-F_{拉}$计算浮力；再分析金属块离开水面时带水滴的情况，判断对测量值的影响，进而确定浮力测量值与真实值的偏差。
【解析】
(1) 平稳缓慢抬高溢水杯支架使金属块完全浸入水中（甲→乙→丙），甲中弹簧测力计示数为金属块、粗铁丝框和空小杯的总重力，丙中弹簧测力计示数为金属块受浮力后的拉力、粗铁丝框和盛排开水的小杯的总重力，实验中可观察到$F_{甲}=F_{丙}$。结合受力分析可知，金属块受到的浮力等于排开液体所受的重力。
(2) 由图可知弹簧测力计分度值为0.2N，丙图示数$F_{丙}=3.2N$，丁图示数$F_{丁}=4.4N$。根据称重法，金属块全部浸入水中时的浮力：$F_{浮}=F_{丁}-F_{丙}=4.4N-3.2N=1.2N$；金属块完全离开水面时会附着小水滴，使$F_{丁}$测量值偏大，根据$F_{浮}=F_{丁}-F_{丙}$，浮力的测量数值比真实数值偏大。
【答案】
(1) 等于；排开液体所受的重力
(2) 1.2；偏大
【知识点】
阿基米德原理；称重法测浮力；实验误差分析
【点评】
本题通过实验验证阿基米德原理，考查了实验过程分析、弹簧测力计读数和误差判断，需准确理解实验各步骤的受力情况，掌握称重法测浮力的计算方法。
【难度系数】
0.7
1. 第(1)问：分析甲→乙→丙的实验过程，甲中弹簧测力计测金属块、铁丝框和空小杯的总重；丙中金属块浸入水中，弹簧测力计测金属块受浮力后的拉力、铁丝框和装排开水的小杯的总重。对比两者示数，结合阿基米德原理的验证逻辑，可得出浮力与排开液体重力的关系。
2. 第(2)问：先确定弹簧测力计分度值，读出丙、丁图的示数，利用称重法$F_{浮}=G-F_{拉}$计算浮力；再分析金属块离开水面时带水滴的情况，判断对测量值的影响，进而确定浮力测量值与真实值的偏差。
【解析】
(1) 平稳缓慢抬高溢水杯支架使金属块完全浸入水中（甲→乙→丙），甲中弹簧测力计示数为金属块、粗铁丝框和空小杯的总重力，丙中弹簧测力计示数为金属块受浮力后的拉力、粗铁丝框和盛排开水的小杯的总重力，实验中可观察到$F_{甲}=F_{丙}$。结合受力分析可知，金属块受到的浮力等于排开液体所受的重力。
(2) 由图可知弹簧测力计分度值为0.2N，丙图示数$F_{丙}=3.2N$，丁图示数$F_{丁}=4.4N$。根据称重法，金属块全部浸入水中时的浮力：$F_{浮}=F_{丁}-F_{丙}=4.4N-3.2N=1.2N$；金属块完全离开水面时会附着小水滴，使$F_{丁}$测量值偏大，根据$F_{浮}=F_{丁}-F_{丙}$，浮力的测量数值比真实数值偏大。
【答案】
(1) 等于；排开液体所受的重力
(2) 1.2；偏大
【知识点】
阿基米德原理；称重法测浮力；实验误差分析
【点评】
本题通过实验验证阿基米德原理，考查了实验过程分析、弹簧测力计读数和误差判断，需准确理解实验各步骤的受力情况，掌握称重法测浮力的计算方法。
【难度系数】
0.7
11. 探究浸在水中的物体所受浮力的大小跟物体排开水所受重力的大小是否有关，小明利用图10.2 - 7所示的金属圆柱体A、弹簧测力计、溢水杯、小桶、铁架台、细线和适量的水进行实验。
他的部分实验步骤如下，请你帮他补充完整：
(1)将空小桶悬挂在弹簧测力计下，静止时记录弹簧测力计的示数为F₁。
(2)将圆柱体A悬挂在弹簧测力计下，静止时记录弹簧测力计的示数为F₂。
(3)把圆柱体A下部的一格浸入盛满水的溢水杯中，圆柱体A不接触容器，静止时记录弹簧测力计的示数F₃。同时，用小桶收集圆柱体A排开的水。
(4)将盛有水的小桶悬挂在弹簧测力计下，静止时记录弹簧测力计的示数为F₄。
(5)
(6)利用公式Gₚ＝
他的部分实验步骤如下，请你帮他补充完整：
(1)将空小桶悬挂在弹簧测力计下，静止时记录弹簧测力计的示数为F₁。
(2)将圆柱体A悬挂在弹簧测力计下，静止时记录弹簧测力计的示数为F₂。
(3)把圆柱体A下部的一格浸入盛满水的溢水杯中，圆柱体A不接触容器，静止时记录弹簧测力计的示数F₃。同时，用小桶收集圆柱体A排开的水。
(4)将盛有水的小桶悬挂在弹簧测力计下，静止时记录弹簧测力计的示数为F₄。
(5)
把圆柱体 A 下部两格浸入水中，不碰容器底和壁
，仿照步骤(3)(4)再做一次，记录相应的数据。(6)利用公式Gₚ＝
$F_{4}-F_{1}$
和Fₚ＝$F_{2}-F_{3}$
计算出物体排开水所受重力的大小和物体受到浮力的大小并记录。答案
11. （5）把圆柱体 A 下部两格浸入水中，不碰容器底和壁 （6）$F_{4}-F_{1}$ $F_{2}-F_{3}$
解析
【分析】
本题是探究阿基米德原理的实验，核心是验证物体所受浮力与排开液体重力的关系。为得到普遍规律，需多次改变物体排开液体的体积，因此步骤(5)要调整圆柱体浸入水中的体积；计算排开水的重力时，用盛水小桶的总重力减去空桶重力；计算浮力时，利用称重法，即物体在空气中的重力减去浸入水中时弹簧测力计的示数。
【解析】
(5) 为避免实验偶然性，得出普遍规律，需改变物体排开液体的体积，因此应把圆柱体A下部两格浸入水中，且不接触容器底和壁，仿照步骤(3)(4)再做一次实验，记录相应数据。
(6) 空小桶的重力为$F_1$，盛有排开水的小桶总重力为$F_4$，因此物体排开水所受重力$G_{排}=F_{4}-F_{1}$；
圆柱体在空气中的重力为$F_2$，浸入水中时弹簧测力计的示数为$F_3$，根据称重法测浮力，物体受到的浮力$F_{浮}=F_{2}-F_{3}$。
【答案】
(5) 把圆柱体A下部两格浸入水中，不碰容器底和壁
(6) $F_{4}-F_{1}$；$F_{2}-F_{3}$
【知识点】
称重法测浮力；阿基米德原理实验；实验归纳法
【点评】
本题考查阿基米德原理的实验探究，实验中多次改变物体排开液体的体积，目的是避免实验偶然性，得出普遍规律；需熟练掌握称重法测浮力以及排开液体重力的计算方法。
【难度系数】
0.7
本题是探究阿基米德原理的实验，核心是验证物体所受浮力与排开液体重力的关系。为得到普遍规律，需多次改变物体排开液体的体积，因此步骤(5)要调整圆柱体浸入水中的体积；计算排开水的重力时，用盛水小桶的总重力减去空桶重力；计算浮力时，利用称重法，即物体在空气中的重力减去浸入水中时弹簧测力计的示数。
【解析】
(5) 为避免实验偶然性，得出普遍规律，需改变物体排开液体的体积，因此应把圆柱体A下部两格浸入水中，且不接触容器底和壁，仿照步骤(3)(4)再做一次实验，记录相应数据。
(6) 空小桶的重力为$F_1$，盛有排开水的小桶总重力为$F_4$，因此物体排开水所受重力$G_{排}=F_{4}-F_{1}$；
圆柱体在空气中的重力为$F_2$，浸入水中时弹簧测力计的示数为$F_3$，根据称重法测浮力，物体受到的浮力$F_{浮}=F_{2}-F_{3}$。
【答案】
(5) 把圆柱体A下部两格浸入水中，不碰容器底和壁
(6) $F_{4}-F_{1}$；$F_{2}-F_{3}$
【知识点】
称重法测浮力；阿基米德原理实验；实验归纳法
【点评】
本题考查阿基米德原理的实验探究，实验中多次改变物体排开液体的体积，目的是避免实验偶然性，得出普遍规律；需熟练掌握称重法测浮力以及排开液体重力的计算方法。
【难度系数】
0.7
