同学们在学习“阿基米德原理”这节课后经小组反复讨论,改进了老师的实验,改后实验装置如图:其中A、B为两个规格相同的弹簧测力计,C为重物,D为薄塑料袋(质量不计),E是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻管自制的溢水杯,
杯中加入红色的水,F是可升降平台,G为铁架台.
(1)实验中.同学们逐渐调高平台F,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧测力计A的示数________;弹簧测力计B的示数________(选填“增大”、“减小”或“不变”).
比较弹簧测力计A的示数变化量FA'和弹簧测力计B的示数变化量FB′,它们的大小关系是FA′________FB′(迭填“>”、“<”或“=”).
(2)通过分析,你认为改进后的装置优点是什么:(请写出一条)________.
解:
(1)重物浸入水中的体积越来越大时,排开液体的体积变大,
根据F浮=ρ液gV排可知,重物受到的浮力变大,
∵F浮=G-F′
∴弹簧测力计A的示数F′=G-F浮变小;
又∵重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大,
∴弹簧测力计B的示数变大;
根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,
∴弹簧测力计A示数的变化量FA'和弹簧测力计B示数的变化量FB′相等.
(2)改进实验中,把水变为红色是为了增加可见度;
使用可调节的平台,可以形象观察到物体溢出液体体积的变化;
使用铁架台是为了固定弹簧秤方便老师讲解.
故答案为:
(1)减小;增大;=;
(2)使用可调节的平台,可以形象观察到物体溢出液体体积的变化.
(1)根据阿基米德原理可知,重物浸入水中的体积越来越大时受到的浮力变大,根据称重法可知弹簧测力计A示数的变化;此时重物排开水的体积变大即溢出水的体积变大,据此可知弹簧测力计B示数的变化;再根据阿基米德原理判断弹簧秤A的示数变化量FA′和弹簧秤B的示数变化量FB′之间的关系.
(2)改进后的优点从增加实验器材的目的来分析.
点评:本题考查了阿基米德原理实验的改进,弄清楚实验装置中每一个仪器的作用,结合阿基米德原理,即可轻松解题.