- 2022扬州高三物理模拟
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相关例题：
【实验器材】量筒、水、金属小球、细线、小烧杯、溢水杯和托盘天平（带砝码）。
【实验步骤】
（1）用天平测出金属小球的质量m；
（2）将量筒中的水倒入小烧杯中，测出水的体积V1；
（3）用细线系住小球将小球轻轻放入小烧杯中，测出此时量筒中水面到达的刻度V2；
（4）将小烧杯中的水倒入溢水杯中；
（5）测出小烧杯及其中水的总质量m1；
【问题讨论】
小明同学认为小球受到了浮力作用，并认为浮力大小等于金属球排开的水的重力。请你利用现有器材设计一个实验证明小明的观点是错误的。写出你的实验步骤并画出实验数据记录表格。
【答案】
实验步骤：
（1）将托盘天平放在水平桌面上，调节天平平衡；
（2）用天平测出金属小球的质量m；
（3）用细线系住小球，将小球轻轻放入小烧杯中，测出小烧杯及其中水的总质量m1；
（4）将小烧杯中的水倒入量筒中，测出水的体积V1；
（5）用细线系住小球将小球轻轻放入量筒中，静止后读出示数V2；
（6）用天平测出小烧杯及其中剩余的水的总质量m2。
实验数据记录表格：
| 序号 | 金属球质量m/g | 金属球浸没水中前总质量m1/g | 金属球浸没水中后示数V2/ml | 剩余水的总质量m2/g | 金属球受到的浮力F浮/N |
| --- | --- | --- | --- | --- | --- |
| 1 | | | | | |
| 2 | | | | | |
| 3 | | | | | | （合理即可）
【分析】
根据浮力产生的原因是物体上下表面所受液体的压力差，所以只要保证金属球浸没在水中时，其上表面不受水的压力即可。根据题意可知，只要将金属球轻轻放入量筒中，静止后读出示数V2即可。由于金属球的质量和体积已知，所以金属球的密度可求，与水的密度进行比较即可得出结论。同时根据题意可知，小明的观点是错误的。因此，只要保证金属球浸没在水中时，其上表面不受水的压力即可。根据题意可知，只要将金属球轻轻放入量筒中即可。同时根据题意可知，只要保证金属球浸没在水中时，其排开的水的体积不变即可。因此，只要保证金属球浸没在水中时，其排开的水的体积不变即可。同时根据题意可知，只要保证金属球浸没在水中时，其排开的水的重力不变即可。因此，只要保证小烧杯及其中剩余的水的总质量不变即可。最后根据实验数据记录表格的要求填写表格即可。
【解答】
解：（1）将托盘天平放在水平桌面上，调节天平平衡；
（2）用天平测出金属小球的质量m；
（3）用细线系住小球，将小球轻轻放入小烧杯中，测出小烧杯及其中水的总质量m1；
（4）将小烧杯中的水倒入量筒中，测出水的体积V1；
（5）用细线系住小球将小球轻轻放入量筒中静止后读出示数V2；
（6）用天平测出小烧杯及其中剩余的水的总质量m2；
实验数据记录表格：
序号 金属球质量m/g 金属球浸没水中前总质量m1/g 金属球浸没水中后示数V2/ml 剩余水的总质量m2/g 金属球受到的浮力F浮/N （合理即可） 实验步骤：将金属球轻轻放入量筒
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