内容正文:
专题特训 有关浮力的探究与解答
类型一 探究浮力大小的影响因素
1. (2021·广安)小李同学在探究“影响浮力大小的因素”时,依次做了如图甲所示的实验。
甲
(第1题)
观察并比较图中有关数据,回答下列问题:
(1) 当物体浸没在水中时,受到的浮力为 1 N。
(2) 分析图A、C、D可得,物体在液体中所受浮力大小与 液体密度 有关。
(3) 物体从接触水面开始,到浸没于水中,直至浸没到更深的位置(未触底),在图乙中能表示出此过程中物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图像是 ② (填“①”或“②”)。
(4) 小李在实验中主要用到的科学探究方法是 控制变量法 。
1
液体密度
②
控制变量法
乙
甲
2. (2022·北京)小京为了证明“浸没在水中的物体所受的浮力大小与水的深度有关”的观点是错误的,他利用符合实验要求的弹簧测力计、刻度尺、烧杯、水和金属块等器材进行实验。
(1) 下列是他的部分实验步骤,请帮他补充完整。
① 将金属块悬挂在弹簧测力计下,测量金属块受到的重力G并记录。
② 在烧杯中装入适量的水, 将金属块浸没在水中且不接触烧杯 ,静止时记录弹簧测力计的示数F,用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录。
③ 向烧杯中加水,将金属块浸没在水中且不接触烧杯 ,静止时记录弹簧测力计的示数F,用刻度尺测量烧杯中水的深度h并记录。
④ 用公式 F浮=G-F 计算金属块所受浮力F浮1、F浮2并记录。
将金属块浸没在水中且不接触烧杯
向烧杯中加水,将金属块浸没在水中且不接触烧杯
F浮=G-F
(2) 由水的深度变化时,F浮1 = (填“=”或“≠”)F浮2,可以证明这种观点是错误的。
=
类型二 探究阿基米德原理的创新实验
3. (2022·昆明官渡期末)某科学兴趣小组验证“阿基米德原理”的实验操作过程如图所示,弹簧测力计的分度值为0.2N。(g取10N/kg)
(第3题)
(1) 物块的质量为 0.26 kg,排开的液体所受的重力为 1 N。
(2) 小明认为图中实验步骤顺序是不恰当的,最合理的步骤顺序是 DABC (填字母);于是他重新进行实验,发现测量数据并未发生变化,原因可能是 弹簧测力计的分度值太大,精度不够 。
(3) 通过分析数据发现:物体所受浮力 = (填“>”“<”或“=”)排开的液体所受的重力。
0.26
1
DABC
弹
簧测力计的分度值太大,精度不够
=
(4) B操作中,若只将物块的一部分浸在液体中,其他步骤操作不变,则 能 (填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结论。
(5) 小乐设计如图E所示的装置来验证阿基米德原理,将硬铁丝架上端M挂在弹簧测力计的挂钩上,同时在挂钩上悬挂一金属块,硬铁丝架下端N处放置一空烧杯,支架P处放一装满水的溢杯。平稳抬高支架P,在金属块逐渐浸入水里的过程中,弹簧测力计的示数 不变 (填“变大”“变小”或“不变”)。
能
不变
4. ★小明设计了如图甲所示的实验装置来验证阿基米德原理,将两个弹簧测力计分别固定在铁架台上,其中一个下端悬挂物体,另一个悬挂小桶,并读出此时两者的示数为F1和F2。将左边的测力计平稳下调,使物体缓慢浸入水中,如图乙所示,此时会有水从溢水口流入小桶中,待测力计的指针稳定后,读出两者的示数为F3和F4。请回答下列问题:
(第4题)
(第4题)
(1) 根据阿基米德原理,弹簧测力计的示数F1、F2、F3、F4满足的关系式为
F1-F3=F4-F2 。
(2) 实验过程中发现,弹簧测力计示数的变化不明显,请提出改进建议: 增大物体的体积 。
(3) 下列实验操作中,会对实验结果产生影响的有 ①④ (填序号)。
① 实验前溢杯内未盛满水
② 实验前小桶内有少量水残留
F1-F3=F4-F2
增大
物体的体积
①④
③ 实验时未将物体浸没于水中
④ 实验后细管内有少量水残留
类型三 运用浮力知识测密度
5. 归纳与演绎是科学学习中非常重要的方法,如表所示为兴趣小组归纳的“根据
ρ=,运用浮力知识间接测量固体密度”的方法,请将表格补充完整。
方 法 一 二
实验 器材弹簧测力计、烧杯、水 量筒、细铁丝、水
操作过程
方 法 一 二
思维
过程 因为m物=,V物=V排水=,所以ρ物==ρ水=ρ水 …
数据
处理 (1) ρ物= 3×103 kg/m3 (2) ρ物= ρ水 (用V1、V2、V3、ρ水表示)
适用
范围 ρ物>ρ液 ρ物<ρ液
3×103
ρ水
6. 如图甲所示,在一水槽中漂浮着一只空碗,此时水槽内水的深度为h1。现将一鹅卵石放在