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第二节 探究：浮力大小与哪些因素有关
第九章 浮力
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知识点
猜想浮力大小可能与哪些因素有关
1
步骤一：进行猜想
现象：鸡蛋在清水中沉底，在清水中加盐，鸡蛋会上浮 现象：将易拉罐向下压入水中，手感到需要施加的压力变大，同时排开水的体积变大 现象：小鱼在水中不同深度处静止
推理：加盐导致液体密度变大，鸡蛋在盐水中所受浮力变大 推理：手需要施加的压力变大，说明易拉罐受到的浮力变大 推 理： 小 鱼 受 力 平 衡，所受浮力大小均等于小鱼的重力
猜 想： 物 体 所 受 浮力 大 小 与 液 体 密 度有关 猜想：物体所受浮力大小与排开液体的体积有关 猜想：物体所受浮力大小与浸没在液体中的深度无关
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技巧点拨
猜想并不是凭空想象，而是需要生活经验的支撑，或者需要已有知识的支撑。
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步骤二：设计实验
(1) 实验器材：铁架台、弹簧测力计、金属块、小石块、烧杯、细绳、水和盐水。
(2) 实验方法：控制变量法
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实验 控制变量 示意图 实验步骤
1. 探究浮力大小与物体排开液体体积的关系 把 弹 簧 测 力 计下 方 悬 挂 的 金属块浸在水中，改 变 金 属 块 浸入水中的体积，观 察 弹 簧 测 力计的示数
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实验 控制变量 示意图 实验步骤
2. 探究浮力大小与物体浸没深度的关系 把 弹 簧 测 力 计下 方 悬 挂 的 小石 块 浸 没 在 水中， 分 别 浸 没在 水 中 的 不 同深 度， 观 察弹 簧 测 力 计 的示数
3. 探究浮力大小与液体密度的关系 把 弹 簧 测 力 计下 方 悬 挂 的 小石 块 分 别 浸 没在水和盐水中，观 察 弹 簧 测 力计的示数
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方法点拨
控制变量法在实验中的应用
(1)明确三个量：
①控制变量：需要控制不变的量。
②自变量：正在研究的影响研究物理量(浮力 ) 的变量。
③因变量：研究的物理量如压强，浮力等。
(2)实验设计思路：
①控制变量不变。
②只自变量改变。
③观察因变量是否变化。
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方法总结
阐述结论的基本模式一般为先说明控制不变的量；再说明改变的自变量及变化情况；最后说明因变量是否发生变化及若发生变化的变化情况。
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深入思考 在探究浮力大小与哪些因素有关的实验中，某同学
猜想浮力大小可能与物体的形状有关，于是他用烧杯、水、弹簧测力计、橡皮泥等器材完成了实验探究，请你帮他设计实验探究的步骤。
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深度理解
(1)用弹簧测力计测出橡皮泥的重力，记为 G。
(2)将橡皮泥捏成不同的形状，挂在弹簧测力计下方，并使之分别浸没在水中，记下弹簧测力计的示数 F 示。
(3)根据称重法 F 浮 =G-F 示分别计算出不同形状的橡皮泥所受的浮力大小，然后分析浮力大小与物体形状的关系。
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步骤三：分析与论证
(1) 实验 1：测力计的示数不同，说明物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(2) 实验 2：测力计的示数相同，说明物体所受浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(3)实验 3：测力计的示数不同，说明物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
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步骤四：得出结论
物体在液体中所受浮力大小不仅与液体的密度有关，还与物体排开液体的体积有关，而与浸没在液体中的深度无关。物体排开液体的体积越大，液体的密度越大，浮力就越大。
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【深度探究】探究浮力大小与物体排开液体体积的定量关系。
说明 如图 1 所示，将圆柱体沿着高度平均分为三等份，并
作好标记。
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【实验数据】
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实验序号 1 2 3
重 力 G / N 3 排开液体的体积 ( 自变量 ) V V V
拉力 F 拉 / N 2.5 2 1.5
浮力 (G-F 拉 )/N ( 因变量 ) 0.5 1 1.5
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【分析数据并得出结论】物体排开液体的体积增大几倍，则物体受到的浮力也增大几倍，即液体的密度不变时，物体所受浮力与排开液体的体积成正比。
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技巧点拨
如何探究因变量与自变量的定量关系
使自变量成倍数变化或等差变化，测出因变量的值，根据数据进一步分析因变量和自变量的关系。
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小宇和小明在老师的指导下，对浮力大小与
哪些因素有关进行了实验探究。
猜想 1：物体所受浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想 2：物体所受浮力的大小可能与物体的重力有关
猜想 3：物体所受浮力的大小可能与排开液体的体积有关
猜想 4：物体所受浮力的大小可能与物体的形状有关
例1
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解题秘方：试题考查“探究浮力的大小与哪些因素有关”实 验，需要注意：①称重法测浮力 F 浮 =G-F 示；②控制变量法的应用。
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解析：（1）把饮料罐按入水中，饮料罐受到竖直向下的重力，向下的压力，竖直向上的浮力。水位上升得越高，饮料罐排开水的体积越大，越吃力，说明饮料罐所受浮力在变大，该现象能支持猜想 3：物体所受浮力的大小可能与排开液体的体积有关。
（2）物体 A 浸没在水中，受到竖直向下的重力，竖直向上的浮力和拉力，由力的平衡可得物体 A 浸没在水中受到的浮力为 F 浮 =G A-F 拉 =4 N-3 N=1 N， 物体 B 浸没在 水中受 到的浮力为 F 浮 '=G B-F 拉 '=4.5 N-3.5 N=1 N，物体 C 浸没在水中受到的浮力为 F 浮 ″=G C-F 拉 ″=5 N-
4 N=1 N，分析实验数据可知，物体所受浮力的大小与物体的重力无关。
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(1)如图 2 所示，小宇在家里利用身边的物品做实验，他用手把饮料罐按入水中，水位上升得越高，他感到越吃力，这个事实可以支持猜想 _____(填序号）。
3
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(2)他们为了验证猜想 1 和猜想 2，选用了体积相同，
重力不同的三个圆柱形物体 A、 B、 C，并测出了它们的重力分别是 4 N、4.5 N 和 5 N，然后进行了如图 3 所示的实验。
物体 A 浸没在水中时所受浮力为_____N，比较图中序号
为 a、 b、 c 的三次实验，
可以得出的结论是物体所受
浮力的大小与物体的重力_____ （填“有关”或“无关”）。
1
无关
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解析：（3）要探究物体所受浮力的大小与液体的密度的关系，根据控制变量法可知，需要控制物体排开液体的体积相等，将同一物体分别浸入不同液体中，所以用 a、 d、 e 三次实验可初步得出该结论。
（4）由图 4 可知两次实验中橡皮泥排开水的体积不同，形状也不相同，有两个变量，没有控制排开液体的体积相同，所以无法得出物体所受浮力的大小与物体形状的关系。
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(3)比较图中序号为 _________的三次实验可以得出初步结论：物体所受浮力的大小与液体的密度有关，液体的密度越大，物体所受浮力也______。
a、 d、 e
越大
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(4)为了验证猜想 4，小明将同一块橡皮泥依次捏成圆锥体和圆柱体分别进行实验，实验现象如图 4 所示，根据此实验现象，小明可初步得出的结论：物体所受浮力的大小与物体的形状有关，小宇认为小明的结论不可靠，主要原因是 ______________________________。
没有控制排开液体的体积相同
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1.在某次体育考试中，小明在运动技能测试的四个项目中选择了游泳，老师说测试将在奥体中心游泳馆进行。周末小明上网查询游泳馆的信息，发现一条如图所示的评论。小明很是疑惑，浮力大小与泳池内液体的深度有关系吗？他和同学从实验室找来弹簧测力计、烧杯和石块等器材进行如图所示的探究。
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(1)小明确定了测量浮力的方法：用弹簧测力计先测出物体的重力G，接着将物体浸在液体中静止时，读出测力计的示数即为对物体的拉力F，可计算出物体所受的浮力 F 浮。其测量原理利用了_____
（填字母）。
A. F 浮与 G 是一对平衡力
B． F 与 G 是相互作用力
C. F 浮与 F 是相互作用力
D. F 浮、 F 和 G 是一 组平衡力
D
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(2)分析图中___________(填序号)三次实验的数据得到结论：_______________________________________。
(3)为了得到普遍规律，小明还需要选取__________________________进行多次实验。
(4)为什么在深水区游泳更容易游出个人最好成绩呢？答：
_____________________________________________。
A、B、D
物体所受浮力的大小与浸入液体的深度无关
不同密度的物体和液体
游泳时，人漂浮在水面上，人浸在水中的深度越深，排开液体的体积越大，受到的浮力越大，故在深水区游泳更容易游出个人最好成绩
探究：浮力大小与哪些因素有关
猜想与假设
液体的密度
探究浮
力大小
的影响
因素
排开液体的体积
设计实验
分析实验得到结论

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