内容正文:
物 理
第十章 浮力
实验7 探究影响浮力大小的因素
4
1
a
d
大
无
没有控制物体浸入液体中的体积相同(合理即
可)
见解析
铝块的重力
读出弹簧测力计的示数
分别将2个、3个铝块依次挂在弹簧测力计下,重做实验,将测得的数据
填入设计的表格中
3
偏大
(唐山丰润区期末)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验中,小明提出如下四个猜想。
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:浮力的大小可能与物体浸在液体中的体积有关。
1题图甲
(1)如图甲所示,用手把空的饮料罐按入水中,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的猜想________(选填序号)。
(2)为了研究猜想1和猜想2,使用了体积相同的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。
1题图乙
①在序号a的实验中圆柱体所受的浮力为________N。
②比较序号________、________、e的三次实验,可初步得出结论:浮力大小与液体密度有关。
③进一步分析可知:其他条件一定时,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。
1题图丙
(3)为了研究猜想3,小明将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。小珍认为该结论不可靠,主要原因是_________________________________________ ______。
[解析](1)用手把空的饮料罐按入水中,越往下按,饮料罐浸入水中的体积越大,同时手感到越吃力,说明饮料罐受到的浮力越大,故该事实可以支持猜想4。(2)①根据称重法可知F浮a=G-F示=4 N-3 N=1 N;②根据控制变量法可知,若想探究浮力的大小与液体密度的关系,需控制物体的重力、形状、浸入液体中的体积等因素相同,改变液体的密度,故符合要求的实验是a、d、e三次实验;③分析a、d、e三次实验中的数据可得,其他条件一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大;④比较a、b、e三次实验可知,物体浸入液体中的体积和液体的密度均相同,物体的重力不同。F浮a=F浮b=F浮c=1 N,由此可见浮力的大小与物体的重力无关。
[科学思维]实验中学物理课外实验小组,为了探究物体浸在水中不同深度所受浮力的变化情况,进行了如下的实验:将一挂在弹簧测力计下的圆柱形金属体(高度为10 cm)缓慢浸入水中(水足够深),从金属体接触水面至接触容器底之前,分别记下金属体下表面所处的深度h和弹簧测力计的示数F。实验数据如下表。
实验次序
1
2
3
4
5
6
7
8
h/cm
0
2
4
6
8
10
12
14
F/N
4.75
4.25
3.75
3.25
2.75
2.25
2.25
2.25
F浮/N
0
0.50
1.00
1.50
2题图
(1)请将后4次实验计算出的浮力填入表格。
[答案]如下表所示
实验次序
1
2
3
4
5
6
7
8
h/cm
0
2
4
6
8
10
12
14
F/N
4.75
4.25
3.75
3.25
2.75
2.25
2.25
2.25
F浮/N
0
0.50
1.00
1.50
2.00
2.50
2.50
2.50
(3)通过对图像的分析,你得到的结论是:___________________。
(2)依据表中数据,在右边的坐标系中画出浮力F浮与深度h关系的图像。
[答案] 如答图所示
2题答图
[解析](1)由第1次实验数据可知金属体的重力G=4.75 N,由称重法测浮力原理可知,第5次受到的浮力4.75 N-2.75 N=2.00 N,第6、7、8次实验中受到的浮力均为4.75 N-2.25 N=2.50 N。(3)由(2)中画出的图像可以看出金属体未完全浸入水中之前所受浮力的大小F浮与金属体下表面所处的深度h成正比,而金属体的横截面积是一定的,由V=Sh可知,金属体所受的浮力与金属体所排开水的体积成正比。在金属体完全浸入水中后,金属体受到的浮力不变。
[科学探究]物理项目学习小组的同学们利用弹簧测力计、3个完全相同体积均为5 cm3的实心正方体铝块、细线、烧杯、足量的水,探究“铝块所受浮力的大小跟排开水的体积是否成正比”。
(1)请你帮他们设计出实验数据记录表格。
[答案] 表格如下
实验次数
G/N
F拉/N