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问题探究:上节课我们已经知道浮力的大小与物体排开液体的体积及液体密度有关。那么浮力的大小与排开液体所受重力的大小有怎样的关系呢？我们进一步进行实验探究。
探究浮力的大小
1. 实验器材：
2. 实验装置图
3. 实验设计
(1)如图(a)所示，用弹簧测力计分别测出石块和烧杯所受的
(2)如图(b)所示，把石块浸没在水面恰好与溢口
(3)如图(c)所示，用弹簧测力计测量烧杯和水的
4. 实验结论
浸入液体中的物体所受浮力的大小
[注意]阿基米德原理同样适用于气体，空气对物体浮力的大小等于被物体排开的空气所受的重力，$F_{浮}=G_{排}=\rho_{气}gV_{排}$，方向也是竖直向上的。
探究浮力的大小
1. 实验器材：
弹簧测力计
、溢水杯
、烧杯、细线、石块、水等。2. 实验装置图
3. 实验设计
(1)如图(a)所示，用弹簧测力计分别测出石块和烧杯所受的
重力
。(2)如图(b)所示，把石块浸没在水面恰好与溢口
相平
的溢水杯中，用烧杯收集从溢水杯里被石块排开的水，读出此时弹簧测力计的示数。(3)如图(c)所示，用弹簧测力计测量烧杯和水的
总重力
。4. 实验结论
浸入液体中的物体所受浮力的大小
等于
物体排开的液体所受重力的大小，这便是著名的阿基米德原理
，表达式：$F_{浮}=G_{排}=\rho_{液}V_{排}g$
。[注意]阿基米德原理同样适用于气体，空气对物体浮力的大小等于被物体排开的空气所受的重力，$F_{浮}=G_{排}=\rho_{气}gV_{排}$，方向也是竖直向上的。
答案
1. 弹簧测力计 溢水杯
3. (1) 重力
(2) 相平
(3) 总重力
4. 等于 阿基米德原理 $F_{浮}=G_{排}=\rho_{液}V_{排}g$
3. (1) 重力
(2) 相平
(3) 总重力
4. 等于 阿基米德原理 $F_{浮}=G_{排}=\rho_{液}V_{排}g$
解析
【分析】本题考查探究阿基米德原理的实验，解题思路为：首先明确实验所需的测量工具和器材；再根据实验步骤，确定每次测量的物理量（重力），注意溢水杯水面需与溢口相平以保证排开的水全部溢出；最后通过计算浮力和排开液体的重力，得出实验结论，即浮力与排开液体重力的关系。
【解析】
1. 实验器材：探究浮力大小与排开液体重力的关系，需要测量力的工具弹簧测力计，以及用于承接溢出水的溢水杯，故填弹簧测力计、溢水杯。
3. 实验设计：
(1) 图(a)中，用弹簧测力计分别测出石块和空烧杯所受的重力，为后续计算做准备；
(2) 图(b)中，将石块浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中，确保石块排开的水全部溢出，避免误差；
(3) 图(c)中，用弹簧测力计测量烧杯和排开的水的总重力，以此计算排开液体的重力。
4. 实验结论：通过对比浮力（石块重力减去浸没时弹簧测力计的拉力）和排开液体的重力，可得浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小，这就是阿基米德原理，表达式为$F_{浮}=G_{排}=\rho_{液}gV_{排}$。
【答案】
1. 弹簧测力计 溢水杯
3. (1) 重力 (2) 相平 (3) 总重力
4. 等于 阿基米德原理 $F_{浮}=G_{排}=\rho_{液}gV_{排}$
【知识点】
阿基米德原理、浮力的探究实验
【点评】
本题是阿基米德原理的基础实验题，考查实验器材、步骤及结论，是力学部分的核心知识点，需熟练掌握实验的设计思路和原理。
【难度系数】
0.7
【解析】
1. 实验器材：探究浮力大小与排开液体重力的关系，需要测量力的工具弹簧测力计，以及用于承接溢出水的溢水杯，故填弹簧测力计、溢水杯。
3. 实验设计：
(1) 图(a)中，用弹簧测力计分别测出石块和空烧杯所受的重力，为后续计算做准备；
(2) 图(b)中，将石块浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中，确保石块排开的水全部溢出，避免误差；
(3) 图(c)中，用弹簧测力计测量烧杯和排开的水的总重力，以此计算排开液体的重力。
4. 实验结论：通过对比浮力（石块重力减去浸没时弹簧测力计的拉力）和排开液体的重力，可得浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小，这就是阿基米德原理，表达式为$F_{浮}=G_{排}=\rho_{液}gV_{排}$。
【答案】
1. 弹簧测力计 溢水杯
3. (1) 重力 (2) 相平 (3) 总重力
4. 等于 阿基米德原理 $F_{浮}=G_{排}=\rho_{液}gV_{排}$
【知识点】
阿基米德原理、浮力的探究实验
【点评】
本题是阿基米德原理的基础实验题，考查实验器材、步骤及结论，是力学部分的核心知识点，需熟练掌握实验的设计思路和原理。
【难度系数】
0.7
[典例1]某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材，探究浮力的大小与排开的液体所受重力的关系。
(1)该实验正确的实验步骤为
(2)小石块受到的浮力大小为
(3)分析数据可知：$F_{浮}$
(4)另一实验小组在步骤A的操作中，只将小石块的一部分浸在水中，其他步骤操作正确，则
(5)实验中用手拉着弹簧测力计将小石块浸入水中时，手容易抖，导致测量不准确，请你提出一条改进建议：
(1)该实验正确的实验步骤为
D、C、A、B
，小石块所受的重力为3.8
N。(2)小石块受到的浮力大小为
1.4
N，小石块排开的水所受的重力可由B、D
(填字母代号)两个步骤测出。(3)分析数据可知：$F_{浮}$
=
(选填“＞”“＜”或“=”) $G_{排}$。(4)另一实验小组在步骤A的操作中，只将小石块的一部分浸在水中，其他步骤操作正确，则
能
(选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。(5)实验中用手拉着弹簧测力计将小石块浸入水中时，手容易抖，导致测量不准确，请你提出一条改进建议：
将弹簧测力计挂在铁架台上，缓缓向上移动溢水杯
。答案
(1) D、C、A、B，3.8 (2) 1.4，B、D (3) = (4) 能 (5) 将弹簧测力计挂在铁架台上，缓缓向上移动溢水杯
解析
【分析】
要解决这道题，需明确探究浮力与排开液体重力关系（阿基米德原理）的实验逻辑：先测量空桶的重力，再测量小石块的重力，接着将小石块浸入溢水杯中读出弹簧测力计的拉力，最后测量桶和排开水的总重力，从而计算浮力和排开液体的重力。需掌握弹簧测力计的读数方法，理解实验步骤的合理性，以及实验结论的普遍性和改进思路。
【解析】
(1) 实验需先测空桶重力，再测小石块重力，之后进行浸入操作，最后测桶和排开水的总重力，因此正确步骤为D、C、A、B；弹簧测力计C的分度值为0.2N，示数为3.8N，即小石块所受重力为3.8N。
(2) 小石块受到的浮力等于重力减去浸入时的拉力，即$F_{浮}=G-F_{拉}=3.8N-2.4N=1.4N$；排开的水所受的重力等于桶和水的总重力减去空桶重力，对应步骤B（桶和水总重）和D（空桶重）。
(3) 计算得排开的水的重力$G_{排}=2.6N-1.2N=1.4N$，与浮力相等，故$F_{浮}=G_{排}$。
(4) 即使小石块部分浸入水中，浮力仍等于排开液体的重力，因此能得到相同结论。
(5) 手抖动会影响测量，可将弹簧测力计固定在铁架台上，缓缓移动溢水杯，避免手的抖动干扰测量。
【答案】
(1) D、C、A、B；3.8 (2) 1.4；B、D (3) = (4) 能 (5) 将弹簧测力计挂在铁架台上，缓缓向上移动溢水杯
【知识点】
阿基米德原理；浮力计算；弹簧测力计读数
【点评】
本题是探究阿基米德原理的基础实验题，重点考查实验步骤排序、数据计算、结论分析及实验改进，需学生掌握实验核心逻辑，理解实验结论的普遍性，难度适中。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，需明确探究浮力与排开液体重力关系（阿基米德原理）的实验逻辑：先测量空桶的重力，再测量小石块的重力，接着将小石块浸入溢水杯中读出弹簧测力计的拉力，最后测量桶和排开水的总重力，从而计算浮力和排开液体的重力。需掌握弹簧测力计的读数方法，理解实验步骤的合理性，以及实验结论的普遍性和改进思路。
【解析】
(1) 实验需先测空桶重力，再测小石块重力，之后进行浸入操作，最后测桶和排开水的总重力，因此正确步骤为D、C、A、B；弹簧测力计C的分度值为0.2N，示数为3.8N，即小石块所受重力为3.8N。
(2) 小石块受到的浮力等于重力减去浸入时的拉力，即$F_{浮}=G-F_{拉}=3.8N-2.4N=1.4N$；排开的水所受的重力等于桶和水的总重力减去空桶重力，对应步骤B（桶和水总重）和D（空桶重）。
(3) 计算得排开的水的重力$G_{排}=2.6N-1.2N=1.4N$，与浮力相等，故$F_{浮}=G_{排}$。
(4) 即使小石块部分浸入水中，浮力仍等于排开液体的重力，因此能得到相同结论。
(5) 手抖动会影响测量，可将弹簧测力计固定在铁架台上，缓缓移动溢水杯，避免手的抖动干扰测量。
【答案】
(1) D、C、A、B；3.8 (2) 1.4；B、D (3) = (4) 能 (5) 将弹簧测力计挂在铁架台上，缓缓向上移动溢水杯
【知识点】
阿基米德原理；浮力计算；弹簧测力计读数
【点评】
本题是探究阿基米德原理的基础实验题，重点考查实验步骤排序、数据计算、结论分析及实验改进，需学生掌握实验核心逻辑，理解实验结论的普遍性，难度适中。
【难度系数】
0.6
