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专题13 浮力相关实验
1.小明在厨房帮妈妈煮饺子,发现饺子刚入锅时沉在水底,一段时间后饺子鼓起来,煮熟后漂浮在水面上。小明猜想,物体受到的浮力大小可能与它排开液体的体积有关,于是设计实验进行探究。他把适量砂子装入气球,并充入少量空气,制成一个“饺子”进行了如下实验。实验中充入“饺子”的空气质量忽略不计。
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出“饺子”的重力G= N。
(2)如图乙所示,将“饺子”浸入水中,“饺子”沉底,它受到的浮力F乙与其重力G的大小关系为F乙 G。
(3)用测力计把“饺子”竖直拉离水底,在水中静止,测力计的示数如图丙所示,它受到的浮力F丙= N。
(4)向“饺子”中充入适量空气,体积变大,浸入水中,测力计的示数如图丁所示,此时它受到的浮力为F丁,则F丁与F丙的大小关系为F丁 F丙。
(5)向“饺子”中充入更多的空气,浸入水中,“饺子”排开水的体积更大,最终漂浮在水面上,如图戊所示。至此,小明验证了自己的猜想,即物体受到的浮力大小与它排开液体的体积有关,且排开液体的体积越大,浮力越 。
2.在学习了浮力知识后,小明进一步探究浮力的有关问题。
实验一:探究漂浮物体受到的浮力大小与物体排开液体重力的关系。
(1)实验步骤如下(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg):
步骤1:如图甲所示,用弹簧测力计测量物体的重力为0.96N;
步骤2:如图乙所示,在量筒中倒入适量的水;
步骤3:如图丙所示,将物体轻轻放入量筒中,发现物体漂浮在水面上,由此可知物体所受浮力大小为 N;
步骤4:观察量筒中水面的变化情况,通过计算可知物体排开水的重力为 N。
综合分析实验数据可得到的结论是 。
实验二:探究浮力大小与液体密度的关系。
(2)小明又将该物体分别放入两种不同的液体中,得到的实验数据如表所示,他分析数据得出结论:液体密度越大,物体受到的浮力也越大。小红认为小明的实验不合理,她判断的理由是 。
液体
液体的密度(g/cm3)
物体排开液体的体积(cm3)
物体状态
物体受到的浮力(N)
液体1
0.85
100
沉底
0.80
液体2
1.2
80
漂浮
0.96
(3)该物体在液体1中处于沉底状态,说明物体的密度 (选填“大于”“小于”或“等于”)液体1的密度;若使该物体在液体1中上浮,你的方法是 (写出一种即可)。
3.如图,小丽利用弹簧测力计、实心圆柱体物块等器材探究浮力的大小跟哪些因素有关,提出了以下猜想:
猜想a:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关;
猜想b:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想c:浮力大小与液体的密度有关。
(1)如图A所示,可知圆柱体重 N;B步骤中圆柱体受到水的浮力为 N。
(2)分析C步骤与 步骤(填字母)的数据,可以验证猜想a是错误的。
(3)比较B步骤与E步骤的数据,不能得出浮力的大小与液体密度的关系,其原因是 。
(4)写出能够支持猜想b的一个生活现象: 。
(5)该圆柱体的密度为 kg/m3。
4.小文利用如图所示的实验装置,进行了如下实验:
(1)通过 三个图进行比较,说明浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(2)物体A浸没在水中时受到的浮力是 N,物体A的体积是 m3。
(3)由图示实验数据得出盐水的密度是 kg/m3。
(4)他还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”,于是找来薄铁片、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一,将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底。
步骤二,将铁片弯成“碗状”再放入盛水的烧杯中,让它漂浮在水面上。
①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)第二次铁片受到的浮力。
②小文得到的结论是:物体受到的浮力大小与其形状有关,他得出错误结论的原因是 。
5.兴趣小组利用弹簧测力计、物块、溢水杯、小桶、铁架台等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
(1)使用弹簧测力计前,要将指针调在 位置。
(2)实验中所用物块的重力为 N。
(3)同学们发现溢水杯中未装满水,如图甲所示,这样实验会使测得的溢出水的重力 (填“偏大”或“偏小