资源简介 2021中考物理二轮考点过关:浮力探究实验 考点梳理 1.探究影响浮力大小因素的实验 “探究浮力的大小等于什么?”的实验有时候也叫为“阿基米德原理实验”。该实验是学生学习阿基米德原理的基础。在“探究浮力大小与什么因素有关“时,根据要求完成下列探究过程。 (1)石块的重力G (2)石块浸没在水中后测力计的示数G′,由此可得石块所受浮力F浮。 (3)石块排开水所受到的重力G排。 (4)比较F浮和G排的大小,可以发现:F浮=G排。 2.阿基米德原理的应用 阿基米德定律是物理学中力学的一条基本原理。浸在液体(或气体)里的物体受到向上的浮力作用,浮力的大小等于被该物体排开的液体的重力。其公式可记为F浮=G排=ρ液?g?V排液。 强化练习 1.探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验。ρ水=1.0×103kg/m3 (1)物体浸没在水中受到的浮力是 N; (2)①②③是探究浮力的大小与 的关系,得出的结论是 。 (3)分析 三次的实验数据,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。 (4)此实验还探究了浮力的大小与 的关系,得出的结论是 。 (5)金属块的密度为 kg/m3,盐水的密度为 kg/m3。 2.如图所示是探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程,弹簧测力计挂着同一金属块的示数。 (1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是 N。 (2)分析图丙、丁可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度 (选填“有关”或“无关”)。 (3)分析 两图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。戊图中盐水的密度是 kg/m3,如果在实验中不小心使戊图中的金属块接触了容器底,且与容器底有力的作用,此时测量出的盐水密度值将 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 3.如图所示是“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验装置,请根据图示回答问题 (1)由图 和 可知浸在液体中的物体所受的浮力大小跟浸在液体中的体积有关; (2)由图 和 可知物体排开相同体积的液体时,浮力大小跟液体的种类有关; (3)物体完全浸没在水中时,物体上下表面所受压力差为 N;此物体密度是 kg/m3。 4.如图所示是某同学用铁块“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验。 (1)从实验中数据可知:物体的重力为 N;铁块浸没在水中时,受到的浮力是 N。 (2)比较实验丙、丁可知:物体受到浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度 。 (3)比较实验丙、戊可知:浸在液体中的物体受到的浮力的大小跟 有关;同时可计算出盐水的密度为 kg/m3。 (4)小旭想“探究物体受到浮力的大小与其形状是否有关”,他用橡皮泥代替铁块,再进行实验,步骤如下: 步骤一:将橡皮泥捏成“碗”状并放入盛水的烧杯中,漂浮在水面上; 步骤二:把橡皮泥从水中取出捏成团状,放入盛水的烧杯中,下沉至杯底。 ①橡皮泥第一次受到的浮力 (选填“大于”“小于”或“等于”)第二次受到的浮力; ②由此小旭认为:物体受到的浮力与其形状有关。其结论错误的原因是:他只关注了橡皮泥形状的改变,而忽略了橡皮泥 对浮力大小的影响。 5.在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中,班上的“物理小达人”为同学们做了如图所示的一系列实验,实验中的铜块与铝块体积相同。 (1)由图计算可知:铜块浸没在水中所受浮力是 N,铜块的总体积是 m3; (2)做①③④三次实验是为了探究浮力的大小与 的关系。 (3)分析① 三次(填编号)的实验数据,可知浮力的大小与物体浸人液体内的深度无关。 (4)做①④ 三次(填编号)实验可探究浮力的大小与液体密度的关系。 (5)做①④②⑥四次实验是为了探究浮力的大小与物体的质量 (选填“有关”或者“无关”)。 6.探究“影响浮力大小的因素”时,小红做了如图所示的实验,请你根据她的实验探究,回答下列问题: (1)比较图B和C可知,物体受到的浮力大小与排开液体的 有关。 (2)比较图C和E可知,物体受到的浮力大小与液体的 有关。 (3)比较图C和D可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的 无关 (4)图E中物体受到的浮力大小为 N。 7.小聪用弹簧测力计探究“浮力大小与哪些因素有关”,实验过程如图所示 (1)在图中测量物体重力前应先明确弹簧测力计的量程和 ,观察指针是否指在零刻度线的位置. (2)分析图③、④可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度 . (3)分析 两图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关. (4)小聪通过实验数据计算出了物体A的体积为 m3,盐水的密度为 kg/m3. (5)如果在实验中不小心使⑤图中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用,此时测量出的盐水密度值将 .(选填“偏大”“偏小”或“不变”) 8.如图所示,甲、乙、丙、丁是用同一金属块探究浮力大小跟哪些因素有关的实验。 (1)图丙中金属块受到的浮力比图乙中金属块受到的浮力 (选填“大”或“小”),说明浮力的大小与 有关。 (2)图丁中金属块受到的浮力大小等于 N,通过实验数据可知,酒精的密度为 kg/m3。 (3)比较图 可知,浮力的大小与液体的密度有关。 9.如图所示,在探究“浮力大小的因素”的实验中,晓理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水和某液体中,记录弹簧测力计示数在表中。 实验步骤 A B C D E F 弹簧测力计示数F/N 2.7 2.2 1.9 1.7 1.7 1.9 (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;金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 N。 (2)计算比较图C、F两步骤中金属块所受浮力的大小相同,晓理得出浮力的大小与液体密度无关的结论,你认为这个结论是 的(选填“正确”或“错误”),理由是 。 10.物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心圆柱体,以图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10N/kg) (1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小是 N; (2)通过 两次实验,可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系; (3)通过c、e两次实验,可探究物体所受浮力大小与 的关系; (4)在某种液体中进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图象,则该液体的密度为 kg/m3。 11.小东用溢水杯、弹簧测力计、烧杯、水、重物及细线按照正确的操作步骤完成了“验证阿基米德原理”的实验。 (1)请根据图中的操作示意图排列出小东实验操作的正确顺序是 。 (2)物体所受浮力是 N,排开液体的重力是 N,小东的实验结果与阿基米德原理 (选填“相符”或“不相符”)。 (3)小东根据实验过程计算出物体的体积是 m3,进而计算出物体的密度是 kg/m3(g取10N/kg)。 12.下列A、B、C、D四幅图是“验证阿基米德原理”的过程情景,请根据图示完成下面的填空。 (1)实验中的所用圆柱体的重力为 N。 (2)在情景图B中存在的错误是 。 (3)纠正错误后,继续实验,在情景C中,圆柱体受到的浮力F= N (4)圆柱体排开的水所受的重力G排= N。 (5)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力 物体排开水所受到的重力。(选填“大于”、“等于”或“小于”) 13.同学们在学习“阿基米德原理”这节课上,仔细观察了老师做的如图甲所示的演示实验。课后复习时,物理兴趣小组的同学们,提出了一个新的实验方案,并动手制作出了如图乙所示实验装置,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是自制的溢水杯,F是升降平台(摇动手柄,可使平台高度缓慢上升、下降),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“变大”、“变小”或“不变”)。此过程说明物体所受浮力与物体 有关。 (2)比较弹簧测力计A的示数变化量FA′和弹簧测力计B的示数变化是FB′,它们的大小关系是FA′ FB′(选填“>”“<”或“=”),说明物体所受的浮力等于 。 (3)若在图乙实验中物体接触水面前测力计A的示数为5N,物体C浸没后测力计A的示数为3N,则物体的密度为 g/cm3。 14.小明学习了浮力知识后,想利用一个弹簧测力计和一铁块制作一个测定液体密度的仪器,如图甲所示.G取10N/kg,铁的密度ρ铁=7.9×103kg/m3. (1)首先,他测得此铁块重为G=7.9N,铁块的体积V=1×10﹣4m3;然后,将铁块浸没在待测液体中,设此时弹簧测力计的示数为F,则待测液体的密度表达式为ρ= (相关物理量用题目中的字母符号表示).小明依据此规律,在测力计右侧标注出了液体的密度值,做成了一支密度计. (2)当利用该密度计测某液体密度时,指针在6.9N的位置,则该液体的密度为 kg/m3. (3)图乙中能正确反映液体的密度ρ与测力计示数F之间关系的是 . 15.把图所示实验中观察到的弹簧秤和量筒的示数记录在表格中,并计算出相应的物理量。 物重(N) 物体在水中弹簧秤的示数(N) 物体受到 的浮力(N) 物体排开水 的体积(m3) 物体排开的 水重(N) 从实验得到结论是: 。 2021中考物理二轮考点过关:浮力探究实验 参考答案 1.探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验。ρ水=1.0×103kg/m3 (1)物体浸没在水中受到的浮力是 1 N; (2)①②③是探究浮力的大小与 排开液体的体积 的关系,得出的结论是 物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大 。 (3)分析 ①③④ 三次的实验数据,可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。 (4)此实验还探究了浮力的大小与 液体的密度 的关系,得出的结论是 在排开液体体积一定的情况下,液体密度越大,物体受到的浮力越大 。 (5)金属块的密度为 9×103 kg/m3,盐水的密度为 1.2×103 kg/m3。 【解答】解:(1)由①知,物体的重力:G=9N; 由①③,根据称重法测浮力,物体完全浸没在水中所受的浮力是: F浮=G﹣F=9N﹣8N=1N; (2)由图①、②、③所示实验可知,物体排开液体的密度相同而排开液体的体积不同,②、③中测力计示数不同,由称重法,物体受到的浮力不同,由此可知,浮力大小与物体排开液体的体积有关,故可得,在液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大; (3)探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度关系,由控制变量法知,应控制液体密度、排开液体的体积不变,改变物体在液体中的深度,故选①③④三次试验; (4)由图④、⑤可知,物体排开液体的体积相同,而排开液体密度不同,由控制变量法可知,还可探究浮力大小与排开液体密度的关系; 在④中,F浮4=G﹣F4=10N﹣8N=2N,在⑤中,F浮5=G﹣F5=10N﹣7.8N=2.2N,而水的密度小于盐水的密度,故可得,在排开液体体积一定的情况下,液体密度越大,物体受到的浮力越大; (5)金属块的质量m金属===0.9kg, 由F浮=ρ液gV排可得金属块的体积为V金属=V金属排===1×10﹣4m3, 金属块的密度ρ金属===9×103kg/m3。 据图①和图④可得,金属块浸没在水中受到的浮力F浮1=9N﹣8N=1N;据图①和图⑦可得金属块浸没在盐水中受到的浮力F浮2=9N﹣7.8N=1.2N;根据公式F浮=ρ液gV排可得,金属块在盐水中受到的浮力是金属块在水中受到浮力的1.2倍,则盐水的密度是水的密度的1.2倍,所以盐水的密度ρ盐水=1.2×103kg/m3。 故答案为:(1)1; (2)排开液体的体积;物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大; (3)①③④; (4)液体的密度;在排开液体体积一定的情况下,液体密度越大,物体受到的浮力越大; (5)9×103;1.2×103 2.如图所示是探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程,弹簧测力计挂着同一金属块的示数。 (1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是 2 N。 (2)分析图丙、丁可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度 无关 (选填“有关”或“无关”)。 (3)分析 丁、戊 两图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。戊图中盐水的密度是 1.2×103 kg/m3,如果在实验中不小心使戊图中的金属块接触了容器底,且与容器底有力的作用,此时测量出的盐水密度值将 偏大 (选填“偏大”、“偏小”或“不变”)。 【解答】解:(1)根据称重法测浮力,金属块在水中受到的浮力为: F浮=G﹣GC=4.8N﹣2.8N=2N; (2)分析丙、丁两图,当金属都块浸没在水中后,金属块的深度不同,但测力计示数相同,根据称重法测浮力:F浮=G﹣G′知,所受浮力的大小大小相同,故得出当金属块浸没在水中后,所受浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关; (3)比较图丁戊,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,两图中,测力计示数不同,根据称重法,可知金属块受到的浮力不同,故由实验数据可得到的结论是:浸在液体中的物体受到浮力的大小与液体密度有关; 金属块浸没在水中受到的浮力:F浸水=2N﹣﹣﹣﹣﹣﹣①, 根据阿基米德原理有: F浸水=ρ水gV排水=ρ水gV物﹣﹣﹣﹣﹣②, 由图甲戊知,金属块浸没在盐水中受到的浮力: F浸盐水=4.8N﹣2.4N=2.4N﹣﹣﹣﹣﹣﹣③, 根据阿基米德原理有: F浸盐水=ρ盐水gV排盐水=ρ盐水gV物﹣﹣﹣﹣﹣﹣④, 由②④得: ρ盐水=ρ水﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣⑤; 将①③代入⑤得: ρ盐水=ρ水=1.2×103 kg/m3; 如果他在实验中不小心使戊图中物体接触了容器底且与容器底有力的作用,则测力计示数变小,导致F示盐水变小,根据称重法,故F浸盐水变大,根据ρ盐水=ρ水知,测量的盐水密度值将偏大。 故答案为:(1)2;(2)无关;(3)丁、戊;1.2×103; 偏大。 3.如图所示是“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验装置,请根据图示回答问题 (1)由图 B 和 C 可知浸在液体中的物体所受的浮力大小跟浸在液体中的体积有关; (2)由图 C 和 D 可知物体排开相同体积的液体时,浮力大小跟液体的种类有关; (3)物体完全浸没在水中时,物体上下表面所受压力差为 3 N;此物体密度是 4×103 kg/m3。 【解答】解:图A说明物体在空中所测重力为G=12N, 图B说明物体部分浸入在水中时所受浮力为F浮=G﹣F拉=12N﹣11N=1N, 图C说明物体完全浸没在水中所受浮力为F浮水=G﹣F拉′=12N﹣9N=3N, 图D说明物体浸没煤油中所受浮力为F浮油=G﹣F拉″=12N﹣9.6N=2.4N; (1)探究的是浸在液体中的物体所受的浮力大小跟浸在液体中的体积的关系,需控制液体的种类相同,物体浸入液体中的体积不同,由图可知:图B、C符合条件; (2)探究“物体排开相同体积的液体时,浮力大小跟液体的种类”的关系,控制的相同量是物体排开液体的体积相同,不同的是液体的种类,由图可知:图C、D符合条件; (3)当物体完全浸没在水中时,物体受在水的浮力F浮水=G﹣F拉′=12N﹣9N=3N; 由F浮=ρ水gV排得物体的体积:V=V排=800ml﹣500ml=300ml=3×10﹣4m3, 由G=mg=ρ物gV得物体密度:ρ物===4×103kg/m3; 故答案为:(1)B、C;(2)C、D;(3)3;4×103 4.如图所示是某同学用铁块“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验。 (1)从实验中数据可知:物体的重力为 8 N;铁块浸没在水中时,受到的浮力是 2 N。 (2)比较实验丙、丁可知:物体受到浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度 无关 。 (3)比较实验丙、戊可知:浸在液体中的物体受到的浮力的大小跟 液体的密度 有关;同时可计算出盐水的密度为 1.2×103 kg/m3。 (4)小旭想“探究物体受到浮力的大小与其形状是否有关”,他用橡皮泥代替铁块,再进行实验,步骤如下: 步骤一:将橡皮泥捏成“碗”状并放入盛水的烧杯中,漂浮在水面上; 步骤二:把橡皮泥从水中取出捏成团状,放入盛水的烧杯中,下沉至杯底。 ①橡皮泥第一次受到的浮力 大于 (选填“大于”“小于”或“等于”)第二次受到的浮力; ②由此小旭认为:物体受到的浮力与其形状有关。其结论错误的原因是:他只关注了橡皮泥形状的改变,而忽略了橡皮泥 排开水的体积 对浮力大小的影响。 【解答】解:(1)由图甲可知,物体的重力为8N;由图甲和丙(或丁)可知物体完全浸没在水中受到的浮力F浮=G﹣F=8N﹣6N=2N; (2)由图示实验可知,图丙、丁所示实验中物体排开液体的密度、物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,弹簧测力计的示数相同,浮力相同,所以物体受到的浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关; (3)比较实验丙、戊可知,物体浸在液体中的体积相同,但液体的密度不同,物体受到的浮力不同,故浸在液体中的物体受到的浮力的大小跟液体的密度有关; 由F浮=ρgV排可得圆柱体排开水的体积: V排===2×10﹣4m3, 因为物体浸没在水中,所以圆柱体的体积V=V排=2×10﹣4m3, 由图甲、戊所示实验可知,圆柱体浸没在盐水中时受到的浮力:F′浮=G﹣F′=8N﹣5.6N=2.4N。 由F浮=ρgV排变形可得盐水的密度:ρ盐水===1.2×103kg/m3; (4)①由物体的浮沉条件可知,橡皮泥漂浮时F浮2=G,橡皮泥下沉时F浮1<G,则F浮1<F浮2; ②错误原因就是没有利用控制变量法,即没有控制排开相同体积的液体。 故答案为:(1)8;2;(2)无关;(3)液体的密度;1.2×103;(4)①大于;②排开水的体积。 5.在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中,班上的“物理小达人”为同学们做了如图所示的一系列实验,实验中的铜块与铝块体积相同。 (1)由图计算可知:铜块浸没在水中所受浮力是 1 N,铜块的总体积是 1×10﹣4 m3; (2)做①③④三次实验是为了探究浮力的大小与 排开液体体积 的关系。 (3)分析① ④⑤ 三次(填编号)的实验数据,可知浮力的大小与物体浸人液体内的深度无关。 (4)做①④ ⑦ 三次(填编号)实验可探究浮力的大小与液体密度的关系。 (5)做①④②⑥四次实验是为了探究浮力的大小与物体的质量 无关 (选填“有关”或者“无关”)。 【解答】解:(1)由①知,G=9N;由③知,当物体完全浸没时,F=8N;则:F浮=G﹣F=4N﹣3N=1N; 由F浮=ρ液gV排可得铜块的体积为V铜=V铜排===1×10﹣4m3; (2)做①③④三次实验物体排开水的体积不同,所受的浮力不同;为了探究浮力的大小与排开液体体积的关系; (3)要探究浮力大小与物体浸入深度的关系,需要保持液体密度和物体排开液体体积相同,所以选择①④⑤; (3)要探究浮力的大小与液体密度的关系,应该将物体浸入不同的液体,同时保持物体排开液体的体积相同,所以选择①④⑦,实验结论是:在物体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; (4)铜块受到的重力为G铜=9N,铝块受到的重力为G铝=2.8N,重力不相等; 铜块受到的浮力为F铜浮=9N﹣8N=1N,铝块受到的浮力为F铝浮=2.8N﹣1.8N=1N,浮力相等。所以物体受到的浮力大小与物重无关,即与物体的质量无关。 故答案为:(1)1;1×10﹣4;(2)排开液体体积;(3)④⑤;(4)⑦;(5)无关。 6.探究“影响浮力大小的因素”时,小红做了如图所示的实验,请你根据她的实验探究,回答下列问题: (1)比较图B和C可知,物体受到的浮力大小与排开液体的 体积 有关。 (2)比较图C和E可知,物体受到的浮力大小与液体的 密度 有关。 (3)比较图C和D可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的 深度 无关 (4)图E中物体受到的浮力大小为 0.8 N。 【解答】解: (1)比较图B和C可知,排开液体的密度相同,排开液体的体积不同,因测力计示数不同,由称重法测浮力,物体受到的浮力不同,故物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关; (2)比较图C和E可知,排开液体的体积相同,排开液体的密度不同,因测力计示数不同,由称重法测浮力,物体受到的浮力不同,故物体受到的浮力大小与液体的密度有关; (3)比较图C和D可知,物体A排开液体的体积和密度相同,而A浸没在水中的深度不同,因测力计示数相同,受到的浮力相同,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关; (4)由称重法测浮力,图E中物体受到的浮力大小为: F浮=G﹣F=4.0N﹣3.2N=0.8N。 故答案为:(1)体积;(2)密度;(3)深度;(4)0.8。 7.小聪用弹簧测力计探究“浮力大小与哪些因素有关”,实验过程如图所示 (1)在图中测量物体重力前应先明确弹簧测力计的量程和 分度值 ,观察指针是否指在零刻度线的位置. (2)分析图③、④可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度 无关 . (3)分析 ④⑤ 两图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关. (4)小聪通过实验数据计算出了物体A的体积为 10﹣4 m3,盐水的密度为 1.2×103 kg/m3. (5)如果在实验中不小心使⑤图中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用,此时测量出的盐水密度值将 偏大 .(选填“偏大”“偏小”或“不变”) 【解答】解:(1)测量物体重力前应先观察弹簧测力计的量程、分度值,并观察指针是否指在零刻度线; (2)分析③④两图,当金属都块浸没在水中后,金属块的深度不同,但测量力计示数相同,根据称重法测浮力:F浮=G﹣G′知,所受浮力的大小大小相同,故得出当金属块浸没在水中后,所受浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关; (3)要探究浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度的关系,需要控制液体排开液体的体积相同,改变液体的密度,图④⑤两图符合题意; (4)物体浸没在水中时,受到的浮力是: F浮水=G﹣G′=4N﹣3N=1N, 根据阿基米德原理F浮水=ρ水gV排水得, 物体的体积为:V=V排===10﹣4m3; 由图①⑤知,物体浸没在盐水中受到的浮力: F浸盐水=G﹣G″=4N﹣2.8N=1.2N, 根据阿基米德原理F浮盐水=ρ盐水gV排盐水得, ρ盐水===1.2×103 kg/m3; (5)根据阿基米德原理F浮盐水=ρ盐水gV排盐水得,ρ盐水=ρ水,如果他在实验中不小心使戊图中物体接触了容器底且与容器底有力的作用,则测力计示数变小,导致F示盐水变小,根据称重法,故F浸盐水变大,根据ρ盐水=ρ水知,测量的盐水密度值将偏大. 故答案为:(1)分度值;(2)无关;(3)④⑤;(4)10﹣4;1.2×103;(5)偏大. 8.如图所示,甲、乙、丙、丁是用同一金属块探究浮力大小跟哪些因素有关的实验。 (1)图丙中金属块受到的浮力比图乙中金属块受到的浮力 大 (选填“大”或“小”),说明浮力的大小与 排开液体的体积 有关。 (2)图丁中金属块受到的浮力大小等于 0.3 N,通过实验数据可知,酒精的密度为 0.75×103 kg/m3。 (3)比较图 丙、丁 可知,浮力的大小与液体的密度有关。 【解答】解:(1)根据称重法测浮力: F浮=G﹣F示,因乙中测力计示数大于丙中示数,故图丙中金属块受到的浮力比图乙中金属块受到的浮力大;由图知,两实验排开液体的体积相同,而丙中物体排开液体的体积大,故说明浮力的大小与排开液体的体积有关。 (2)图丁中金属块受到的浮力: F浮=G﹣F示=3.6N﹣3.3N=0.3N; 图丙中金属块受到的浮力: F浮′=G﹣F示′=3.6N﹣3.2N=0.4N, 由阿基米德原理F浮=ρ水gV排知, 物体的体积为: V=V排===4×10﹣5m3, 由阿基米德原理F浮=ρ水gV排知, 酒精的密度为: ρ酒精===0.75×103kg/m3; (3)研究浮力的大小与液体的密度的关系,要控制排开液体的体积相同,故比较图丙丁可知,浮力的大小与液体的密度有关。 故答案为:(1)大;排开液体的体积;(2)0.3;0.75×103;(3)丙、丁。 9.如图所示,在探究“浮力大小的因素”的实验中,晓理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水和某液体中,记录弹簧测力计示数在表中。 实验步骤 A B C D E F 弹簧测力计示数F/N 2.7 2.2 1.9 1.7 1.7 1.9 (1)分析比较实验步骤A和 D、E ,可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;金属块浸没在水中时受到的浮力大小是 1.0 N。 (2)计算比较图C、F两步骤中金属块所受浮力的大小相同,晓理得出浮力的大小与液体密度无关的结论,你认为这个结论是 错误 的(选填“正确”或“错误”),理由是 没有控制排开液体的体积相同 。 【解答】解: (1)浮力大小与物体排开液体的体积和密度有关,研究浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系,要控制这两个因素不变,故分析比较实验步骤A和D、E; 由称重法测浮力,金属块浸没在水中时受到的浮力大小是: F浮=G﹣FD=2.7N﹣1.7N=1.0N。 (2)研究浮力的大小与液体密度的关系,要控制排开液体的体积相同,图C、F两步骤中金属块排开液体的体积不同,故得出浮力的大小与液体密度无关的结论是错误的,理由是没有控制排开液体的体积相同。 故答案为: (1)D、E;1.0;(2)错误;没有控制排开液体的体积相同。 10.物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂着一实心圆柱体,以图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10N/kg) (1)通过a、c两次实验,可知物体浸没在水中所受浮力大小是 0.5 N; (2)通过 c、d 两次实验,可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系; (3)通过c、e两次实验,可探究物体所受浮力大小与 液体密度 的关系; (4)在某种液体中进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图象,则该液体的密度为 0.8×103 kg/m3。 【解答】解: (1)由a、c两次实验中测力计示数可知,物体浸没在水中所受的浮力为:F浮水=G﹣Fc=2N﹣1.5N=0.5N; (2)研究物体所受浮力的大小与浸没的深度的关系时采用的是控制变量法,需要控制排开液体的密度和体积相同,所以应该对比cd; (3)由图c、e所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体密度不同,该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系; (4)实验步骤c中,物体受到的浮力为:F浮c=G﹣Fc=2N﹣1.5N=0.5N; 实验步骤e中,物体受到的浮力为:F浮e=G﹣Fe=2N﹣1.6N=0.4N; 因物体均浸没,所以V排水=V排液; 根据阿基米德原理可知:=; 所以该液体的密度为: ρ液=×ρ水=×1×103kg/m3=0.8×103kg/m3。 故答案为:(1)0.5;(2)c、d;(3)液体密度;(4)0.8×103。 11.小东用溢水杯、弹簧测力计、烧杯、水、重物及细线按照正确的操作步骤完成了“验证阿基米德原理”的实验。 (1)请根据图中的操作示意图排列出小东实验操作的正确顺序是 丙、甲、丁、乙 。 (2)物体所受浮力是 2 N,排开液体的重力是 2 N,小东的实验结果与阿基米德原理 相符 (选填“相符”或“不相符”)。 (3)小东根据实验过程计算出物体的体积是 2×10﹣4 m3,进而计算出物体的密度是 2×103 kg/m3(g取10N/kg)。 【解答】解:(1)为了减小误差,在小桶接水前,应先测出其重力,所以合理的实验顺序为丙、甲、丁、乙; (2)由实验过程可知,物体浸没在水中受到的浮力为:F浮=G物﹣F1=4N﹣2N=2N; 物体排开液体的重力:G排=F2﹣G空桶=3N﹣1N=2N, 由实验可知,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,与阿基米德原理相符; (3)由F浮=ρ水gV排得: 物体的体积: V=V排水===2×10﹣4m3, 物体的质量:m===0.4kg; 物体的密度:ρ===2×103kg/m3。 故答案为:(1)丙、甲、丁、乙;(2)2;2;相符;(3)2×10﹣4;2×103。 12.下列A、B、C、D四幅图是“验证阿基米德原理”的过程情景,请根据图示完成下面的填空。 (1)实验中的所用圆柱体的重力为 4 N。 (2)在情景图B中存在的错误是 溢水杯未注满水 。 (3)纠正错误后,继续实验,在情景C中,圆柱体受到的浮力F= 1 N (4)圆柱体排开的水所受的重力G排= 1 N。 (5)实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力 等于 物体排开水所受到的重力。(选填“大于”、“等于”或“小于”) 【解答】解:(1)由图B可知,实验中的所用圆柱体的重力为4N; (2)圆柱体放入水中前,溢水杯中的水应该满的,否则溢出水的体积将小于物体排开水的体积,所以,在情景图B中存在的错误是溢水杯未注满水,应改为在溢水杯中装满水; (3)由图C可知,圆柱体浸没在水中时,弹簧测力计的示数F=3N, 则圆柱受到的浮力:F浮=G﹣F=4N﹣3N=1N; (4)由图D可知,小桶和水的总重力G总=2N;由图A可知,空小桶的重力G桶=1N, 则圆柱体排开水所受的重力:G排=G总﹣G桶=2N﹣1N=1N; (5)由(3)(4)可知,浸在水中的物体受到的浮力等于物体排开水所受到的重力。 故答案为:(1)4;(2)溢水杯未注满水;(3)1;(4)1;(5)等于。 13.同学们在学习“阿基米德原理”这节课上,仔细观察了老师做的如图甲所示的演示实验。课后复习时,物理兴趣小组的同学们,提出了一个新的实验方案,并动手制作出了如图乙所示实验装置,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是自制的溢水杯,F是升降平台(摇动手柄,可使平台高度缓慢上升、下降),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 变小 ,弹簧测力计B的示数 变大 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。此过程说明物体所受浮力与物体 排开液体的体积 有关。 (2)比较弹簧测力计A的示数变化量FA′和弹簧测力计B的示数变化是FB′,它们的大小关系是FA′ = FB′(选填“>”“<”或“=”),说明物体所受的浮力等于 物体排开液体的重力 。 (3)若在图乙实验中物体接触水面前测力计A的示数为5N,物体C浸没后测力计A的示数为3N,则物体的密度为 2.5 g/cm3。 【解答】解:(1)逐渐调高平台,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, 因为F浮=G﹣F′ 所以弹簧测力计A的示数F′=G﹣F浮变小; 又因为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, 所以弹簧测力计B的示数变大; 此过程说明物体所受浮力与物体排开液体的体积有关; (2)比较弹簧测力计A示数的变化量FA′和弹簧测力计B的示数变化量FB′相等,说明物体所受的浮力等于排开液体的重力; (3)物体受到的浮力F浮=G﹣F示=5N﹣3N=2N; 根据阿基米德原理可得F浮=ρ液gV排水, 排开水的体积V排水===2×10﹣4 m3, 因物体浸没在水中,所以物体的体积等于排开水的体积,即V=V排水=2×10﹣4 m3, 物体的重力G=5N, 物体的密度ρ====2.5×103 kg/m3=2.5g/cm3。 故答案为:(1)变小;变大;排开液体的体积;(2)=;物体排开液体的重力;(3)2.5。 14.小明学习了浮力知识后,想利用一个弹簧测力计和一铁块制作一个测定液体密度的仪器,如图甲所示.G取10N/kg,铁的密度ρ铁=7.9×103kg/m3. (1)首先,他测得此铁块重为G=7.9N,铁块的体积V=1×10﹣4m3;然后,将铁块浸没在待测液体中,设此时弹簧测力计的示数为F,则待测液体的密度表达式为ρ= (相关物理量用题目中的字母符号表示).小明依据此规律,在测力计右侧标注出了液体的密度值,做成了一支密度计. (2)当利用该密度计测某液体密度时,指针在6.9N的位置,则该液体的密度为 1.0×103 kg/m3. (3)图乙中能正确反映液体的密度ρ与测力计示数F之间关系的是 C . 【解答】解:(1)将铁块浸没在待测液体中,则V排=V, 根据称重法可知:F浮=G﹣F, 则:ρ液gV排=G﹣F, 所以,ρ液===, (2)当指针在6.9N的位置,即F=6.9N, 则ρ液===1.0×103kg/m3, (3)根据中ρ液=可以看出,液体的密度ρ随弹簧测力计的示数F的增大而减小,故初步判断只有C可选. 故答案为:(1);(2)1.0×103;(3)C. 15.把图所示实验中观察到的弹簧秤和量筒的示数记录在表格中,并计算出相应的物理量。 物重(N) 物体在水中弹簧秤的示数(N) 物体受到 的浮力(N) 物体排开水 的体积(m3) 物体排开的 水重(N) 1.96 0.98 0.98 1×10﹣4 0.98 从实验得到结论是: 浸入液体中的物体受到的浮力等于物体排开液体的重力 。 【解答】解: 由图示可知,物体的重力G=1.96N, 物体浸没在水中时,弹簧测力计的示数是F=0.98N, 物体受到的浮力: F浮=G﹣F=1.96N﹣0.98N=0.98N; 由图示量筒可知,物体排开水的体积: V=100ml=1×10﹣4m3; 由ρ=得物体排开水的质量: m=ρV=1×103kg/m3×1×10﹣4m3=0.1kg, 物体排开水的重力: G=mg=0.1kg×9.8N/kg=0.98N; 填入下表: 物重(N) 物体在水中弹簧秤的示数(N) 物体受到的浮力(N) 物体排开水的体积(m3) 物体排开的水重(N) 1.96 0.98 0.98 1×10﹣4 0.98 由表中实验数据可知:浸入液体中的物体受到的浮力等于物体排开液体的重力。 故答案为:1.96;0.98;0.98;1×10﹣4;0.98;浸入液体中的物体受到的浮力等于物体排开液体的重力。 展开更多...... 收起↑ 资源预览