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(共31张PPT)
零度科学
浮力相关实验探究
探究浮力的大小跟哪些因素有关
实验
1
命题点
【提出问题与猜想】
1.
浮力的大小可能与物体排开液体的体积、液体的密度有关
【设计与进行实验】
2.
测量浮力的原理(称重法F浮＝________)
G－F示
3.
浮力的方向(__________)
4.
弹簧测力计的使用及读数
5.
控制变量法的应用
(1)探究浮力大小与物体排开液体体积的关系(用弹簧测力计提着同一物体，控制物体浸入同一液体的____________)
(2)探究浮力大小与液体密度的关系(控制同一物体浸没在液体中的深度相同，改变物体浸入液体的密度)
6.
实验表格设计及数据记录
竖直向上
体积不同
【分析数据和现象，总结结论】
7.
F示－h图像、F浮－h图像的分析(如图甲、乙)(随着物体逐渐浸入液体中，弹簧测力计示数减小，所受浮力变大；物体完全浸没后，弹簧测力计示数不变、浮力________)
8.
根据实验数据，总结结论
不变
【交流与反思】
9.
浮力的相关计算(根据F浮＝ρ液gV排计算液体密度、排开液体体积等)
10.
实验误差分析(实验时若先测量物体在水中的浮力，再测量物体的重力，会导致浮力的测量结果________)
11.
探究浮力大小与物体重力的关系(选用体积相同、重力不同的物体，控制它们浸没在同一液体的相同深度处；得出结论：浮力大小与物体重力无关)
12.
实验方案的评估
(1)得出浮力与物体的形状有关的错误结论分析(没有控制物体排开液体的体积不变)
偏大
(2)得出浮力大小与深度有关的错误结论分析(没有控制物体排开液体的体积不变)
13.
实验改进(实验时将弹簧测力计固定在铁架台上，使物体悬在空烧杯中，向烧杯中逐渐加水，可以保证弹簧测力计的示数稳定，方便读数)
实验结论：浸在液体中的物体，所受浮力的大小与其排开液体的体积和液体的密度有关：
(1)液体密度一定时，物体排开液体的体积越大，所受到的浮力越大；
(2)排开液体的体积一定时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大
例1　在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示)，小明先用弹簧测力计测出金属块的重力，然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出)，并将其示数记录在表中：
例1题图
(1)分析比较实验步骤A和________，可得出：浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；分析比较A、B、C、D可知：浮力大小与物体____________________有关；分析实验步骤A、E、F可知：浮力的大小还与_____________有关．
(2)分析实验数据可知，F中液体密度______(选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度.
(3)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是_____N，金属块密度为_________kg/m3.
(水的密度ρ水＝1.0×103
kg/m3，g取10
N/kg)
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.2
2.0
1.7
1.7
1.9
D、E
浸在液体中的体积
液体的密度
小于
1.0
2.7×103
(4)小明实验中若将步骤A放在F之后，则所得浮力测量结果________(选填“偏大”、“偏小”或“不变”)．
(5)小明发现浮力的大小有时与深度有关，有时与深度无关，对此合理的解释是未浸没前浮力的大小随排开水的体积的增大而________，当物体完全浸没在水中后排开水的体积不变，所受浮力________．(均选填“增大”、“不变”或“减小”)
偏大
增大
不变
(6)小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”，他找来薄铁片、烧杯和水进行实验．实验步骤如下：
①将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底；
②将铁片弯成“碗状”再放入水中，它漂浮在水面上．
通过分析可知，第一次铁片受到的浮力________(选填“大于”、“等于”或“小于”)第二次铁片受到的浮力；于是得出：物体受到的浮力与其形状有关．而同桌认为小明的结论是错误的，原因是：小明在实验中只关注了铁片形状的改变，忽视了__________________对浮力大小的影响．
小于
排开液体的体积
探究浮力大小与排开液体所受重力的关系
实验
2
命题点
【设计与进行实验】
1.
实验步骤顺序
(1)测出空桶的重力G1和物体的重力G2；
(2)将物体浸没在盛满水的溢水杯中，测出拉力的大小F；
(3)测出桶与排开水所受的总重力G；
(4)比较G2－F与G－G1是否相等
注：溢水杯中液面要求(溢水杯中的液体达到________)
溢水口
2.
弹簧测力计的读数
3.
实验表格设计及数据记录
【分析数据，总结结论】
4.
分析实验数据总结浮力大小跟排开液体所受重力的关系
【交流与反思】
5.
多次实验的目的及具体操作
(1)目的(得出普遍结论)
(2)具体操作(物体由浸没改为部分浸入或换用____________进行实验)
不同液体
6.
实验误差分析
(1)先将物体浸入水中测拉力，再测物体重力(物体沾水所测物体重力偏大，根据F浮＝G2－F知所测浮力________)
(2)先测桶和排开水的总重力，再测桶的重力(桶沾水所测重力偏大，根据G排＝G－G1知所测排开水的重力偏小)
(3)溢水杯中水面未到溢水口(所测排开水的重力偏小，不能得出正确结论)
7.
浮力的相关计算(根据F浮＝ρ液gV排计算液体密度、排开液体体积等)
实验结论：浸在液体中的物体受到竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体所受到的重力．
偏大
例2　某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材，按照如图所示的步骤，探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系．
(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和小石块的重力，其中小石块的重力大小为________N.
例2题图
3.8
(2)把小石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为________N．小石块排开的水所受的重力可由________(填字母代号)两个步骤测出．
(3)由以上步骤可初步得出结论：浸在水中的物体所受浮力的大小等于____________________________．
(4)为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中不合理的是________．
A.
用原来的方案和器材多次测量取平均值
B.
用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.
用原来的方案将小石块换成体积与其不同的铁块进行实验
(5)另一实验小组在步骤C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________(选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论．
1.4
A、D
它排开的水所受的重力
A
能
(6)若先进行步骤D，再进行步骤A，则所测浮力的大小________(选填“等于”或“不等于”)物体排开液体所受的重力.
(7)完成实验后，该小组同学利用
弹簧、铁架台、装满水的溢水杯、
系线的小石块、小桶及烧杯，设
计并进行了如下实验．
补充设问题图
不等于
①如图1，在弹簧的下端挂一个小桶，小桶的下面吊一个石块，记下弹簧伸长后下端到达的位置O，将此时弹簧对小桶的拉力记为T1，小桶与石块的总重力记为G，则T1________G(选填“＞”、“＝”或“＜”)．
②如图2，在溢水杯中盛满水，当石块浸没在水中时，排出的水便流入到旁边的小杯中，将排出水的重力记为G排．
③如图3，把小杯中的水全部倒入弹簧下方的小桶内，弹簧的下端又会到达原来的位置O，将此时弹簧对小桶的拉力记为T2，则T2________T1(选填“＞”、“＝”或“＜”)．
＝
＝
④通过对图中小桶和石块的受力分析，请推导石块受到的浮力F浮与排开水的重力G排之间的关系______________________________________________________.
(要求写出推导过程)
由于T1＝G、T2＋F浮＝G＋G排，且T1＝T2，所以得F浮＝G排
类型
探究浮力的大小与哪些因素有关
1.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，提出如下猜想：
猜想1：浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想2：浮力的大小可能与物体的重力有关
猜想3：浮力的大小可能与物体的形状有关
猜想4：浮力的大小可能与排开液体的体积有关
(1)如图甲所示，用手把饮料罐按入水中，饮料罐浸入水中越深，手会感到越吃力．这个事实可以支持以上猜想________(选填序号)．
(2)为了研究猜想1和猜想2，选用了体积相同的A、B、C三个圆柱体，测得重力分别为4
N、4.5
N和5
N，然后进行如图乙所示的实验．
甲
乙
第1题图
4
①在序号a的实验中，物体所受的浮力为____N.
②比较序号________、________、e的三次实验，可得出初步结论：浮力的大小与液体的密度有关．
③进一步分析可知：液体的密度越大，物体所受的浮力
越________．
④比较序号a、b、c的三次实验，可得出结论：浮力的
大小与物体的重力________关．
(3)为了研究猜想3，小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图丙所示的实验，由此小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关，小玲认为这结论不可靠，主要原因是__________________________．
第1题图丙
1
a
d
大
无
没有控制排开水的体积相同
2.
在进行“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，同学们提出了如下的猜想：
A：可能与物体浸没在液体中的深度有关；
B：可能与物体的密度有关；
C：可能与液体的密度有关；
D：可能与物体浸在液体中的体积有关．
为了验证上述猜想，小明选用了物块甲和乙(甲和乙的体积相等但密度不同)、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等器材，做了如图所示的实验．
第2题图
(1)分析比较实验①⑤，可以知道甲浸没在水中时所受到的浮力是________N；
(2)分析比较实验①④⑤，可以验证猜想________是错误的；
(3)分析比较实验①⑤与②⑥，可以验证猜想______是错误的；
2.0
A
B
(4)分析比较实验__________________，可以验证猜想D是正确的；
(5)分析比较实验________可得：浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关；
(6)综合以上分析，得出最后的实验结论是：浸在液体中的物体所受浮力的大小与____________________________________有关；
(7)在进行实验⑥⑦过程中，也运用了控制变量法，保持了____________________不变，进行探究、验证．
①③④(或①③⑤)
②⑥⑦
液体的密度和物体浸在液体中的体积
物体浸在液体中的体积
3.
某实验小组在“探究浮力的大小与液体的密度和物体排开液体的体积是否有关”的实验中，记录的实验数据如下表所示．
实验次数
液体的密度ρ(g·cm－3)
排开液体的体积V/cm3
物体的
重力G/N
弹簧测力计的示数F/N
浮力F浮/N
1
0.8
50
0.70
0.30
0.40
2
1.0
50
0.70
0.20
0.50
3
1.2
50
0.70
0.10
0.60
4
1.0
60
0.84
0.24
0.60
5
1.0
70
0.98
①
0.70
(1)在第5次实验中，弹簧测力计的示数如图所示，则表格中①处的数据应为________．
(2)分析对比第1、2和3三次实验数据，得出结论一：当物体排开液体的体积相同时，液体密度越大，物体所受的浮力就越________．
第3题图
0.28
大
(3)分析对比第__________三次的实验数据，得出结论二：当液体密度相同时，物体排开液体的体积越大，物体所受的浮力就越大．
(4)结合结论一和结论二，得出探究结论：_____________________________越大，物体所受到的浮力就越大．
(5)小明联想到质量等于密度与体积的乘积，由此推想：物体排开液体的________越大，所受的浮力就越大．
(6)小明又联想到物体的________与________成正比，深入分析处理数据后，可以得出进一步的结论：浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力．
2、4、5
当物体排开液体的体积和密度
质量
质量
重力
4.
海军迷小东想知道辽宁舰受到的浮力大小与哪些因素有关，他利用如图所示的装置进行探究，把同一金属块浸入甲、乙两种液体中，记录数据如下：
第4题图
液体
次数
浸入体积
A示数/N
B示数/N
浮力/N
甲
1
0
5.0
2.0
0
2
一半
4.1
2.9
3
全部
3.2
3.8
1.8
乙
4
0
5.0
2.0
0
5
一半
4.3
2.7
0.7
6
全部
3.6
3.4
1.4
(1)表格中空缺的数据应为______N；
(2)分析比较实验次数______________，可知：当排开液体的体积(浸入的体积)相同时，物体受到的浮力与___________有关；
(3)分析比较金属块受到的浮力与它排开液体受到的重力，可知：__________________________________________________________；
(4)分析表格中的数据，可知ρ甲____ρ乙(选填“＜”、“＝”或“＞”)．
0.9
2和5(或3和6)
液体密度
F浮＝G排(物体受到的浮力大小等于它排开液体的重力)
＞

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