内容正文:
第十章 阿基米德原理实验专题练习
题型一:阿基米德原理的基础实验
例:为了探究影响浮力大小的因素,某校学习小组设计了如下两次实验:如图1所示:
(1)比较图甲、乙、丙,说明浮力的大小与______有关;
(2)比较图______可知,浮力的大小与液体的密度有关;
如图2所示,用木块、弹簧测力计、溢水杯和小桶进行实验:
(3)木块受到的浮力F浮=______N;
(4)木块排开的水所受的重力G排=______N;
(5)比较数据可知:浮在水上的木块受到的浮力大小______(大于/等于/小于)它排开的水所受的重力。
变式训练:
1.探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系(如图2):
①_________(填字母符号)两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力=_________N;
② _________(填字母符号)两步骤可计算出圆柱体物块排开水所受的重力。比较与,可以得到圆柱体物块受到浮力的大小跟被它排开水所受重力的关系;
③另一小组的思怡同学把一个不吸水的物块放入装满水的溢水杯中,物块处于漂浮状态,然后抹干物块,将该物块放入装满酒精的溢水杯中,物块处于漂浮状态。实验发现,被该物块排开酒精的质量___________排开水的质量(选填“大于”、“小于”或“等于”)。
2.如图所示是小新同学利用几个大小不同的小石块验证阿基米德原理的实验过程图:
(1)如果是你做这个实验,为了减小误差,则图中的操作步骤顺序为___________;
(2)图中___________两个步骤是为了测量浮力的大小;
(3)表格是小新同学实验时设计的表格及填写的实验数据,请你将该表格第三行数据补充完整;
实验次数
物重G/N
物体浸没水中测力计示数F/N
桶与排出水总重G1/N
空桶重G0/N
浮力F浮/N
排开水重G排/N
1
1.2
0.8
1.0
0.6
0.4
0.4
2
2.0
1.3
1.3
0.6
0.7
0.7
3
2.6
1.6
1.6
0.6
___________
1.0
(4)小新多次实验的目的是___________;
(5)在步骤B的操作中,只将石块的一部浸没在水中,其他步骤正确,则___________(选填“仍能”或“不能”)验证阿基米德原理;
(6)若实验中发现F浮≠G排,造成这种结果的原因不可能是___________;
A.最初溢水杯中的水未装至溢水口
B.整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
C.步骤B中,石块浸没后,碰触到溢水杯的底部
(7)小新发现当物体浸没在液体中时,物体排开液体的体积就等于物体的体积,由此他计算出第一次实验所用石块的体积为___________cm3;进一步可计算出该石块的密度为___________g/cm3;
(8)小颖问学认为根据阿基米德原理只要完成A、B两个步骤就可以测出石块的密度,请用他所测得物理量的符号(即表格中的G和F)以及已知量ρ水写出计算石块密度的表达式ρ石块=___________。
3.在做“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,同学们先提出了如下的猜想:
猜想A:可能与物体浸没在液体中的深度有关;
猜想B:可能与液体的密度有关;
猜想C:可能与物体浸在液体中的体积有关。
为了验证上述猜想,同学们利用一个物体、弹簧测力计、水、盐水和细线,做了如图所示的实验。
(1)通过实验a和c,可知物体浸没在水中时受到的浮力大小是_____N;
(2)通过分析比较_____两次实验,可以验证猜想_____是错误的;
(3)要验证浮力大小与_____有关,应选用的图是ce或de;
(4)要验证浮力大小与物体浸在液体中的体积有关,应选用的图是_____或_____;
(5)将物块逐渐浸入水中,发现弹簧测力计的示数逐渐变小后保持不变,最后突然变为0,示数为0时物块处于_____(选填字母);
A.漂浮状态 B.悬浮状态 C.沉底状态
通过以上探究,同学们提出了另一个问题,“浮力的大小跟排开液体所受的重力是否相等呢?”某小组为了验证自己的猜想,做了如下探究:
(6)你觉得合理的实验顺序是_____;
(7)利用_____两步骤可以测出浮力的大小,浮力为_____N;
(8)选用其他液体多次实验后,可得出结论:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于_____,这就是著名的_____。
题型二:阿基米德实验求解物体密度、液体密度
例:为了探究圆柱体在不同液体中受到的浮力,某同学进行了如图所示的实验(图A、B、C中的液体是水)。
(1)为了探究与的关系,需要在图中操作的基础上增加一个步骤。请写出该步骤的内容:______ ;
(2)由图中步骤B、E可知,浮力的大小跟____