内容正文:
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浮力的实验探究
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1.为了直观验证阿基米德原理,小明改进了实验装置,如图所示,把弹簧测力计上端固定在铁架台上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂钩上。在粗铁丝框上端悬吊一个金属块,下面放一小杯。铁架台的支架上放置一只溢水杯,溢水杯跟金属块、粗铁丝框、小杯都不接触。
(1)平稳缓慢地抬高放有溢水杯的支架,使金属块完全浸没入水中(如图甲→乙→丙),在此过程中,弹簧测力计示数保持不变,说明 。
(2)然后再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离开水面(如图丁),可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为 牛,此时浮力的测量数值将比真实数值 (填“偏大”或“偏小”),原因是 。
2.阿基米德原理告诉我们:“浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力”。小刚在学习了该原理后思考:物体受到浮力的大小难道只跟物体排开液体的重力大小有关吗?于是他猜想:物体受到的浮力大小可能还跟物体的密度和浸入液体中的深度有关。为了验证猜想,他选取了两块体积和形状都相同的实心铜块和铁块进行了如图所示的实验。
(1)要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关,小刚应该选取图中的A、B、D、E等步骤进行对比。小刚已经知道铜的密度大于铁的密度,那么根据他所选择的几个图中弹簧测力计的示数可以知道铜块所受到的浮力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)铁块所受到的浮力。由此得出物体所受的浮力大小与物体的密度 (选填“有关”或“无关”)。
(2)小刚根据图中B、C、D三步进行对比分析,发现随着物体浸入液体中深度的增加,物体所受到的浮力在变大,于是他就得出了物体所受浮力的大小跟浸入液体中的深度有关的结论。你认为小刚的结论是 的(选填“正确”、“错误”),原因是:
。
3.小常同学从课外资料中了解到,庄子曾提出:如果水积得不够多,那么承载大船就没有力量。也就是说浮力的大小与液体的多少有关。庄子的说法有道理吗?
(1)小常从实验室找来了烧杯、木块(不吸水)、弹簧测力计等器材,研究浮力大小是否和水的多少有关。
他先用弹簧测力计测出木块的重力(如图甲所示)。再将木块放入烧杯内的水中,木块处于漂浮状态(如图乙所示),然后他________(填操作),发现木块仍然漂浮。经分析可知,木块两次受到的浮力都为________N。从而得出木块漂浮时浮力大小与水的多少无关。
(2)小常进一步开展了如图丙所示实验。往两个形状相同的塑料盆A、B中各加入10N的水,再将B盆放入A盆,B盆漂浮。这时B盆所受浮力F浮=GB盆+10N>10N。继续往B盆内加30N水,B盆仍漂浮。小常此实验的目的是________。
(3)结合小常的探究活动,你认为面对前人的观点,应采取的做法是 (填字母序号)。
A.普通人的观点可以质疑,科学家的观点也可以质疑
B.只要多数人认同的观点我们就要全盘接受
C.可以通过查阅资料、观察实验等方法去验证观点是否正确
D.到目前为止没人反对的观点我们就可以放心接受
4.如图是探究浮力大小影响因素的实验。
(1)丁图中圆柱体所受浮力为________牛。
(2)换用饱和食盐水或酒精重复上述实验,可以探究浮力大小跟________的关系。
(3)要探究浮力大小和排开液体的重力的关系,还应进行的实验操作是________。
5.小敏对“物体在水中浸没前受到的浮力是否与浸入深度有关”进行了研究。
(1)将一长方体金属块横放,部分体积浸入水中时,在液面所对的烧杯壁作一标记线,读出弹簧测力计的示数F甲(如图甲)为________牛;再把金属块竖放浸入同一杯水中,当________时,读出弹簧测力计示数下(如图乙)。比较发现下F甲=F乙小敏得出:浸没前物受到的浮力与浸入深度无关。
(2)图中两种状态时,金属块底部受到水的压强P甲________P乙(选填“大于”、“等于”或“小于”)。
6.小华做“验证阿基米德原理”实验中,用图(a)所示的溢水杯和小桶收集石块排开的水,他的实验过程分别如图(b)、(c)、(d)、(e)所示。
(1)图(c)所示,是小华在使用弹簧测力计测量石块的________。
(2)若图中四个测量值F1、F2、F3、F4满足关系式________,该原理将得到验证。
(3)以下关于实验过程中的操作,会影响验证结果的是 。
A.图(a)中溢水杯内未盛满水
B.图(b)中小桶内有少量