内容正文:
专题09 浮力及其应用
母题呈现
考向1 浮力
1.(2023•吉林)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,用密封透明的瓶子(质量和厚度不计,装有适量酸奶)替代原实验中的物体,如甲图。
(1)将瓶子浸没在水中,如乙图,此时瓶子受到的浮力为 。
(2)继续向上提升弹簧测力计,当酸奶液面与水面相平时,弹簧测力计的示数如丙图。由以上数据可以得出:在液体密度一定时,浮力大小与 有关。
(3)通过这个实验还可以计算出酸奶的密度 。
【答案】(1)4.5;(2)物体排开液体的体积;(3)。
【解答】解:(1)甲图中,弹簧测力计的示数为,由于瓶子得质量和厚度不计,则酸奶的重力为;
乙图中弹簧测力计的示数为,根据称重法测浮力,瓶子受到的浮力:;
(2)浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关,继续向上提升弹簧测力计,液体密度不变,排开液体的体积变小,丙图中弹簧测力计的示数变大,根据称重法测浮力,瓶子受到的浮力变小,由此可以得出:在液体密度一定时,浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(3)甲图中,弹簧测力计的示数为,由于瓶子得质量和厚度不计,则酸奶的重力为;
酸奶的质量;
丙图中,弹簧测力计的示数为,根据称重法测浮力,瓶子受到的浮力:;
瓶子排开液体的体积:;
由于瓶子得质量和厚度不计,酸奶液面与水面相平时,酸奶的体积等于瓶子排开液体的体积;
即;
酸奶的密度为:;
故答案为:(1)4.5;(2)物体排开液体的体积;(3)。
2.(2023•广东)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)观察弹簧测力计的零刻度线、 和分度值。调零时,弹簧测力计应在 (选填“竖直”或“水平” 方向上调零。
(2)如图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为的长方体物块(可塑),测出重力。将它缓慢浸入水中,记录悬停在、、、、这五个位置弹簧测力计的示数和深度。请根据实验数据,在图乙中画出物块所受浮力随变化的图象。
(3)分析图象可知:浸没前,增加, ;浸没后,增加, 。(均选填“变大”、“变小”或“不变”
(4)若把此物块捏成高为的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的随变化的图象 (选填“相同”或“不同” 。
(5)若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,还需添加一种材料: 。
【答案】(1)量程;竖直;(2)如图见解答;(3)变大;不变;(4)不同;(5)不同密度的液体。
【解答】解:(1)弹簧测力计使用前要观察零刻度线、量程和分度值。调零时,弹簧测力计所测力的方向上调零,测重力和拉力要竖直方向,则调零也竖直方向。
(2)根据;、、、、、时,受到的浮力分别为0、、、、、;由此在图像上描点画出图像,如图:
(3)根据图像知,浸没前,增加,变大;浸没后,增加,不变;
(4)若把此物块捏成高为的圆锥体,相同深度时,排开液体的体积不同,受到的浮力不同;重复上述实验。两次实验所得的随变化的图象是不同的;
(5)根据控制变量法,若继续探究浮力的大小与液体密度的关系,需保持排开液体的体积不变,改变液体的密度,因而需要不同密度的液体。
故答案为:(1)量程;竖直;(2)如图见解答;(3)变大;不变;(4)不同;(5)不同密度的液体。
3.(2023•烟台)某实验小组为了研究浮力大小与物体排开液体重力的关系,进行了下面的实验,如图所示:
(1)实验过程中,利用哪些步骤能够计算出物体所受的浮力大小? 。哪些能够计算出物体排开液体的重力大小?(用图中的序号表示) 。
(2)通过实验数据可以发现,浮力大小与物体排开的液体所受的重力有什么关系? 。
(3)为了使结论具有普遍性,该小组还应该进行怎样的操作? 。
(4)另外一个小组进行实验后,发现浮力大小与物体排开液体重力不相等,在排除误差因素的情况下,出现这个结果的原因可能是什么?(写出一条即可) 。
【答案】(1)②和③;①和④;(2)相等;(3)换用不同的液体和物体多次实验;(4)烧杯中的水没有装满。
【解答】解:(1)由称重法测浮力可知,要计算出物体所受的浮力需要测出物体的重力和物体浸在液体中时弹簧测力计的示数,因此由②和③能够计算出物体所受的浮力;
物体排开液体的重力等于小桶和排开液体的总重力减去空桶的重力,因此由①和④能够计算出物体排开液体的重力大小;
(2)由称重法测浮力可知,物体所受的浮力:,
物体排开液体的重力:,
则浮力大小与物体排开的液体所受的重力大小相等;
(3)为了使结论具有普遍性,该小组还应该换用不同的液体和物体多次实验;
(4)浮力大小与物体排开液体重力不相等,可能是排开液体的重力与溢出水的重力不同,因此可能是烧杯中的水没有装满,还有可能是物体碰到烧杯壁,导致物体浸在液体中时弹簧测力计的示数变小。
故答案为:(1)②和③;①和④;(2)相等