内容正文:
力学实验专题(九)探究浮力大小与排开液体所受重力的关系
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【命题点】
1.实验操作步骤
(1)如图甲,用弹簧测力计测出小石块的重力,弹簧测力计的示数为F1=_ N.
(2)如图乙,用弹簧测力计测出空桶的重力,弹簧测力计的示数为F2
(3)如图丙,将小石块浸在盛满水的溢水杯,读出弹簧测力计的示数F3,同时用小桶收集小石块排开的水
(4)如图丁,用弹簧测力计测出小桶和排开水的总重力,弹簧测力计的示数为F4.
2.实验数据应用
(1)小石块排开水的重力为 (用实验步骤中的字母表述),即 N.
(2)小石块所受的浮力为 (用实验步骤中的字母表述),即 N.
3.实验结论:由以上可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于
4.实验误差分析
(1)实验中如果先测量小桶和排开水的总重力,再测量小桶的重力,会使测得排开水的 重力比实际值偏
(2)以下关于实验过程中的操作,会影响探究结果的是
A.溢水杯内未盛满水 B.小桶内有少量水 C.石块未浸没在水中
(3)如果实验中小石块碰到了容器底部, (选填“能”或“不能”)验证“阿基米德原理”.
5.多次实验的目的为:了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中不合理的是
A.用原来的方案和器材多次测量取平均值 B.用原来的方案将水换成酒精进行实验
C.用原来的方案将小石块换成体积与其不同的铁块进行实验
【典例】
例、如图,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:
①用弹簧测力计测出物体所受的重力G(图甲);
②将物体浸没在水面恰好与溢水杯口相平的溢水杯中,用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水,读出这时测力计的示数F(图乙);
③测出接水后小桶与水所受的总重力G1(图丙);
④将小桶中的水倒出,测岀小桶所受的重力G2(图丁);
⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力,并比较它们的大小是否相同.
回答下列问题:
(1)物体浸没在水中,受到水的浮力F浮=____,被排开的水所受的重力G排=____.(用上述测得量的符号表示)
(2)指出本实验产生误差的原因(写出两点):
(a)__ __;(b) .
(3)物体没有完全浸没在水中,____(填“能”或“不能”)用实验验证阿基米德原理.
【精练】
1、小明在验证“阿基米德原理”实验中:
(1)用已调零的弹簧测力计,按照图甲中所示顺序进行实验操作,测力计的示数分别为:F1、F2、F3、F4,由此可知铁球浸没在水中所测得的浮力表达式为F浮=_______,测得铁球排开水所受的重力表达式为G排=_______(用此题中所给字母表示)
(2)小明预期要获得的结论是:_______(用此题中所给字母表示);
(3)在读数正确的情况下,小明由实验数据发现:铁球浸没在水中所受浮力F浮大于铁球排开的水所受重力G排,而且超出了误差允许的范围,得出此实验结果的原因可能是_______(写出一条即可);
(4)小明分析发现了此实验操作中存在的问题并加以改正,进一步思考:如果实验中物体没有完全浸没水中,能否验证“阿基米德原理”,正确的观点是_______(选填“能”或“不能”)验证;
(5)他又进行了如下深入探究:将溢水杯中注满水放在电子秤上,如图乙所示,其示数为m1,将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没,待杯中水停止外溢时,如图丙所示,其示数为m2,则m2_______m1,(选填“>”、“=”、“<”)。
2、学完阿基米德原理之后,小伟和小雪用如图所示的实验装置做了一个课外实验。他们将溢水杯放在电子秤上,向溢水杯中加水后(如图甲所示),在表格中记录下测力计A、B及电子秤的第一次实验数据:然后他们将物体缓慢下降,当物体的部分体积浸在水中时(如图乙所示),记录下第二次实验数据:剪断系在物体上的细线,将物体缓慢沉入到水底后(如图丙所示),记录下第三次的实验数据。(取g=10N/kg)
测力计A/N
测力计B/N
电子秤/g
第一次
1.00
0.02
500.00
第二次
0.60
0.22
520.00
第三次
0
540.00
(1)观察乙、丙两图可知物体在______图中所受浮力更大,是因为此时物体浸