2025年中考复习物理专项练习14:探究影响浮力大小的因素、阿基米德原理的实验
2025-01-14
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | - |
| 年级 | 九年级 |
| 章节 | - |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | 浮力 |
| 使用场景 | 中考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 808 KB |
| 发布时间 | 2025-01-14 |
| 更新时间 | 2025-01-14 |
| 作者 | 于怀丶 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2025-01-14 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/49996913.html |
| 价格 | 1.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
专项练习14:探究影响浮力大小的因素、阿基米德原理的实验
1.某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯、水等器材,探究浮力的大小与排开液体所受重力的大小关系。
(1)如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,合理的实验顺序是 ;
(2)由以上步骤初步得出结论:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它 ;
(3)根据以上石块浸没在水中的实验数据,还可得出石块的密度为 kg/m3(g取10N/kg);
(4)小明将装满水的溢水杯放到电子秤上,再用细线挂着铝块,将其缓慢浸入溢水杯中的水中(如图戊)(始终不碰到杯底),电子秤的读数 (填“变大”或“变小”或“不变”)。
2.探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,请你根据如图所示实验操作,从中选出一些图,并通过分析弹簧测力计的示数,说明你的探究结果。
(1)②、③图中弹簧测力计示数均小于①图中弹簧测力计示数,说明浸入水中的物体 (选填“受到”或“不受到”)浮力;图②中物体受到的浮力大小是 N;
(2)若要探究浮力大小与液体密度的关系;选用的图是: (填序号);探究的结果是:浸没在液体中的物体, 一定时,液体密度越大,浮力就 ;
(3)由图①③④可知,浮力的大小与物体浸没的深度 (选填“有关”或“无关”);
(4)小宏在图④中弹簧测力计刻度盘的处对应标上(水的密度)的字样;当他把物体浸没在盐水中时,如图⑤,应该在弹簧测力计刻度盘的 N处对应标上(盐水的密度)的字样,聪明的他就将图①所示装置改装成了一个能测液体密度的密度秤(g取)。
3.物理小组的同学利用金属块探究“浮力的大小跟哪些因素有关”实验。提出如下猜想,设计并进行了实验,实验步骤如题18图所示。(ρ水=1.0×103kg/m3)
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)金属块受到的重力 N;
(2)金属块全部浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(3)本实验采用的物理研究方法是 法;
(4)由A、B、C三次实验,可得出金属块受到的浮力大小与 有关;
(5)由 三次实验,可得出金属块受到的浮力大小与液体的密度有关;
(6)金属块的密度是 kg/m3。
4.如图所示是“探究浮力大小跟排开的液体重力的关系”的实验过程。
(1)为了方便操作和减小误差,最合理的实验步骤顺序是 用字母表示;
(2)由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于 ;
(3)另一实验小组在步骤的操作中,只将石块的一部分浸入水中,其它步骤操作都正确,则 选填“能”或“不能”得到与中同样的结论。
5.某物理兴趣小组利用弹簧测力计、水、小石块(不吸水)、溢水杯、小桶、细线等实验器材探究浮力的大小与排开液体所受到的重力的关系。
(1)如图所示的甲、乙、丙、丁四个实验步骤,最科学合理的实验顺序是 ;
(2)兴趣小组的同学换用不同的物体(不吸液体)或液体按科学合理的顺序进行了多次实验,由实验数据得出F浮 G排(选填“>”、“=”或“<”),从而验证了阿基米德原理的正确性;
(3)图丁步骤中,小石块逐渐浸入液体过程中(未接触溢水杯),液体对杯底的压强 (选填“逐渐变大”、“一直不变”或“逐渐变小”);
(4)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,则图 步骤中可不使用弹簧测力计;
(5)其中一个同学每次进行图甲步骤时,都忘记将溢水杯中液体装满,其他步骤无误,因而他会得出F浮 G排(小桶中液体所受重力)的结论。(选填“>”、“=”或“<”)
6.小霞同学按照如图1所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(2)观察A、B、C、D四幅图,可得出金属块受到的浮力大小与 有关;
(3)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与 有关;
(4)小明还想用图2所示装置验证阿基米德原理:
①将装满水的溢水杯放在升降台上,用升降台来调节溢水杯的高度。当逐渐调高升降台时,小明发现随着重物浸入水中的体积变大,弹簧测力计甲的示数变小,此时弹簧测力计乙的示数会 (选填“变大”、“变小”、“不变”),若它们的变化量相等,则证明F浮=G排;
②在图2中,已知重物是底面积为100cm2,高为8cm,重为10N的实心长方体,从重物刚接触水面开始,将升降台缓慢上升6cm,则重物最终浸入的深度为 cm(弹簧测力计每1N的刻度线间距为0.5cm)。
7. 小蝉同学用实验室的一块柱形合金材料探究“影响浮力大小的因素”。他将该合金块标注成4等分,并进行了如图所示的探究实验。请回答以问题:
(1)如图甲所示,可知该合金块的重力是 ;由图丙所示,此时合金块只有两格浸入水中,则合金块所受的浮力F浮= ;由图甲、乙、丙、丁计算得到合金块密度为 kg/m3;
(2)根据图甲、乙、丙、丁,可以得出的初步结论是:当液体密度一定时,物体所受浮力大小与 有关;
(3)小哲对丁实验操作进行了修改,设计了如图甲、丁、戊所示方案进行探究,可知浮力大小与物体浸没的深度 (选填“有关”或“无关”)。
8.小李同学在探究“影响浮力大小的因素”时,依次做了如图所示实验。
观察并分别比较图中有关数据可知:
(1)由图可得,物体的重力为 ;
(2)当物体浸没在水中时,受到的浮力为 ;
(3)分析图、、可得,物体在液体中所受浮力大小与 有关;
(4)当物体从接触水面开始,到浸没于水中,直至浸没到更深位置未触底,在图中能表示出此过程物体所受浮力与浸入水中深度关系的图象是 选填“”或“”;
(5)小李在实验中主要用到的科学探究方法是 。
9.在探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验中,提出如下猜想:
猜想:浮力的大小可能与液体的密度有关;
猜想:浮力的大小可能与物体的重力有关;
猜想:浮力的大小可能与物体的形状有关;
猜想:浮力的大小可能与排开液体的体积有关。
(1)为了研究猜想和猜想,采用了体积相同的、、三个圆柱体,测得重力分别为、和,然后进行如图所示的实验:
在序号的实验中,物体所受的浮力大小为 ;
比较序号 三次实验可得出初步结论,浮力大小与液体密度有关;
进一步分析可知其他条件相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力 ;
比较序号、、的三次实验可得出结论,浮力的大小与物体的重力 关;
(2)为了验证猜想,小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图所示实验,发现两弹簧测力计示数不相等,由此小明得出的结论是浮力的大小与物体的形状有关。小珍认为这种结论不可靠,主要原因是 。
10.如下图所示是某科研小组研究浮力问题的装置图,请根据图示回答下面的问题。
(1)ABCDE五幅图中,A图中测力计的示数最大,A的测力计示数分别与BCDE的测力计示数之差表示物体在液体中后受到 的大小;
(2)比较A、B、C三图说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小可能与____;
A.物体浸入液体中的深度有关 B.物体排开液体的体积有关
C.物体的密度有关 D.液体的密度有关
(3)比较A、C、D三图时,C的测力计示数小于D的测力计的示数,说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小跟 有关;
(4)比较A、D、E三图,D的测力计示数等于E的测力计的示数,可说明物体浸在同种液体中,所受浮力大小与浸入液体的 无关;
(5)本次实验能否证明物体在液体中受到的浮力大小与物体受到的重力大小之间的定性关系? 。(选填“能”或“不能”)
11.在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),先用弹簧测力计测出一石块的重力,然后将该石块缓慢浸入在水中不同深度,步骤如图B、C、D、E所示,然后又将石块浸没在未知液体中,如图F。液体均未溢出,并将测力计的示数记录在表中。(水的密度,g取)
实验步骤
A
B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
1.0
0.8
0.7
0.7
0.6
(1)实验步骤A中弹簧测力计的示数为 N;
(2)分析比较A、B、C、D可知:浮力大小与物体 有关;分析比较实验步骤 可得出:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;分析实验步骤A、E、F可得出:浮力的大小还与 有关;
(3)石块密度为 ;
(4)分析实验数据可知,F中液体密度为 ;
(5)小明又通过如图所示的实验操作测出了一石块的密度,他的测量方案如下:首先将装有适量水的小桶挂在弹簧测力计上读出测力计的示数为(如图甲所示);然后用细线将物体系好后,挂在测力计的挂钩上使物体浸没在水中,读出测力计的示数为(如图乙所示);再用手提着细线使物体浸没在水中,且石块不与杯底接触,读出测力计的示数为(如图丙所示),则物体的密度是 。(用和表示)
12. 小红设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)实验的最佳顺序是____
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、甲、乙、丙 C.乙、甲、丁、丙
(2)图乙中物体受到的浮力是 N,物体排开水的重力是 N。通过实验可得到的结论是:浸在液体中的物体,受到的浮力大小等于它 ;
(3)以下情况会影响结论的是____。
A.图乙中水面未到达溢水杯的溢水口
B.图乙中物体未全部浸没在水中
(4)将图乙中的水换成酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3),物体受到的浮力 。(填“变大”“变小”或“不变”)
(5)小红利用上述实验中的器材和木块,探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”,实验过程中 步骤不需要弹簧测力计。(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)
13.小明用弹簧测力计、金属块、两个分别装有一定量的水和盐水的相同圆柱形容器,对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示:
(1)分析图甲、丙、丁,说明浮力的大小与 无关;
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的密度有无关系,可选用 三个图的装置来进行操作;
(3)根据实验数据,可以计算出金属块先后浸没在水中和盐水中时受到的浮力分别是 N和 N;
(4)根据实验数据,可以计算出金属块的体积是 = (取);
(5)根据实验数据还可以计算出金属块的密度和盐水的密度分别是 和和 。
14. 如图是小明“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验情形。
(1)通过甲、丙、丁三个图进行比较,说明浮力的大小与 无关。
(2)乙图中物体受到的浮力是 。
(3)比较 三个图可得出结论:浮力的大小与液体密度有关。
(4)由图示实验数据得出物体的体积是 ,盐水的密度是 。
(5)他还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”,于是找来橡皮泥、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一,将橡皮泥放入盛水的烧杯中,橡皮泥下沉至杯底;
步骤二,将橡皮泥捏成“碗状”再放入盛水的烧杯中,让它漂浮在水面上。
通过分析可知,第一次橡皮泥受到的浮力 填“大于”、“小于”或“等于”第二次橡皮泥受到的浮力;
小明得到的结论是: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 。
15.如图所示为某小组做“探究浮力大小与哪些因素有关”实验的情境,其中中液体密度小于水的密度,已知,取。
(1)通过 三次实验,可知物体所受浮力大小与浸没在液体中的深度无关;
(2)通过、、三次实验,可得出的初步结论是 ;
(3)通过、、三次实验,可探究物体所受浮力大小与 有关;
(4)在实验中,物体下表面受到水的压力为 ;
(5)根据图中的实验数据,可求出物体的密度为 ;
(6)该小组又用弹簧测力计、细线、石块、水和烧杯等器材测量液体的密度:
在弹簧测力计下挂一石块读出示数;
将石块浸没在被测液体中读出示数;
将石块 ;
液体的密度 。用测量量和表示
16. 为了“探究浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系”,小明做了如图的实验;
(1)实验前弹簧测力计要调零。如图所示,石块的重力是 ,排开液体的重力是 ,得到的结论是:浸没在液体里的物体,所受到的浮力的大小 排开液体所受到的重力。
(2)另一实验小组在图操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确则 选填“能”或“不能”得到以上结论。
(3)学习结束后,小组反复讨论,改进了老师的实验,改进后的实验装置如图,其中、是弹簧测力计,是重物,是薄塑料袋质量不计,是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻璃管自制的溢水杯,杯中加入红色的水,是可升降平台,是铁架台。
实验前,在选择、两个弹簧测力计时,很多同学认为选择任何规格的弹簧测力计都可以,而小军同学认为应选择规格 选填“相同”或“不同”的弹簧测力计;
实验中,同学们逐渐调高平台,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧测力计的示数 选填“增大”、“减小”或“不变”,比较弹簧测力计的示数变化量和弹簧测力计的示数变化量,它们的大小关系是 。
17.在“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验时,小红提出如下猜想:
猜想一:浮力的大小跟物体排开液体的体积有关;
猜想二:浮力的大小跟液体的密度有关;
猜想三:浮力的大小跟物体的密度有关;
(1)如图1所示甲、乙、丙三次实验,可以验证猜想 是正确的;
(2)小红在验证猜想二时,根据测得的实验数据描绘出浮力与液体密度的关系图像,如图2所示。她分析后发现,由于误将物体受到的拉力当作了浮力,导致图像甲未经过坐标原点。由此可以推断:物体受到的浮力大小与液体密度的关系图像应是图2中的 (选填“乙”、“丙”或“丁”)。由此说明当 相同时,液体密度越 ,物体所受浮力越大;
(3)小红根据将物块A浸没在不同密度的液体中时,弹簧测力计的示数不同的特点,将弹簧测力计上的刻度用密度值标注,来测量不同液体的密度。已知物块A重3N,则该弹簧测力计上可标注的密度最大值为 ;
(4)为验证猜想三,小红选用了与物体A密度不同的物体B进行实验,她将物体B逐渐浸入水中,容器中的水面上升至图丁所示位置时(做上标记O),弹簧测力计示数恰好变为0。取出物体B后(B带出的水忽略不计),小红又将物体A缓慢浸入水中,她在水面上升到 (选填“O点之上”“O点”或“O点之下”)位置时,读取弹簧测力计的示数,判断浮力的大小与物体密度是否有关。同组的其它同学认为小红的这个实验在操作上有一定难度不容易控制并有明显误差,提出了多种改进意见,你认为合理的是 ;
A.选两个质量相等、密度不同的实心物体分别浸没在水中,比较浮力大小
B.选两个体积相等、密度不同的实心物体分别浸没在水中,比较浮力大小
C.选两个密度相等、体积不同的实心物体分别浸没在水中,比较浮力大小
18.在学习浮力时,小明在家里做了以下几个有趣的小实验,如图所示:
(1)图甲所示,把鸡蛋放入清水中,不断在清水中加盐,下沉的鸡蛋会浮到水面上,这一现象说明物体受到的浮力大小可能跟 有关;
(2)图乙所示,将浮于水面的盆子向下按,用力越大,盆子浸入水中的部分越多。为了解释这一现象,小明进行了图丙所示的实验,由实验可以得到的结论是:物体 越大,受到的浮力就会越大。按入水中的盆子放手后会向上浮,这说明浮力的方向是 ;
(3)小明经过进一步思考后发现,盆子浸入水中的部分越多,排开水的重力就越大。浮力大小与排开水的重力有什么关系呢?在老师的帮助之下,小明和同学们在实验室继续进行了图丁所示的实验。请分析实验过程完成以下填空。
①石块排开的水所受的重力 N;
②实验结果表明: ;
③小明换用其他物体多次进行实验,其中一次实验中发现物体排开水的重力明显小于其所受的浮力。他们回顾和反思了实验过程,经过讨论和分析发现,探究过程中出现一处错误操作,则错误操作是 ;
(4)若弹簧测力计损坏,小明利用电子秤进行探究,他将装有适量水的烧杯放在电子秤上,再用细线挂着物块,将物块缓慢浸入水中,物块始终没有接触烧杯底,则该过程中弹簧测力计的示数与物体下表面浸入深度的关系图像是下图中的 ,电子秤示数与物块下表面浸入深度的关系图像是下图中的 。(选填字母)
19. 在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,某同学将铁块挂在弹簧测力计下端,依次完成如图1所示实验:
(1)铁块浸没在水中时,受到的浮力是 N;
(2)由甲、乙、丙三次实验可得浮力的大小跟 有关;
(3)比较实验丁、戊可知:浸在液体中的物体受到的浮力的大小跟 有关;
(4)比较实验丙、丁可知:物体受到的浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”);
该同学还想探究“浮力的大小等于什么”,他按照如图2所示的步骤完成了实验探究。
(5)将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中,用桶B接住溢出的水,如图2丙所示。则空桶A受到的浮力为 N。
(6)测出桶B和溢出水的总重力,如图2丁所示,则桶A排开水的重力 (选填“大于”、“小于”或“等于”)桶A受到的浮力。
(7)在实验中,排除测量误差因素的影响,另一小组同学发现桶A排开水的重力明显小于所受的浮力,造成这种结果的原因可能是 。
20.漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理?小明按如下步骤进行了实验。
步骤一:将装有水的溢水杯 (水面到达溢水口处)放置在铁架台上,空烧杯放置在电子秤上后,按下“清零”键,使电子秤的示数变为零,如图甲所示;
步骤二:再将一个梨放置在电子秤上,电子秤示数为260g,如图乙所示;
步骤三:把梨缓慢放入溢水杯中,梨漂浮在水面上,溢出的水全部流入电子秤上的烧杯中,如图丙所示。
(1)梨在溢水杯中漂浮时,所受浮力大小为 N;若步骤一中的溢水杯水面略低于溢水口, (选填“会”或“不会”)影响梨所受水的浮力。
(2)步骤三中,若电子秤的示数为 g,则能初步得出漂浮在液面上的物体所受浮力的大小等于排开液体的重力。
(3)步骤三中把梨放入溢水杯中时,为什么要缓慢地放入? 。
1.【答案】(1)丁、乙、甲、丙
(2)排开液体的重力
(3)1.7×103
(4)不变
【解析】探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系时,
(1)实验时,应先测量空桶的重力;再测量石块在空气中的重力,将石块直接浸入水中观察测力计的示数,计算石块浸入水中的浮力,且得到石块排出的水的重力,合理的顺序应为:丁、乙、甲、丙。
(2)根据乙图,测力计分度值为0.2N,示数为3.4N,计算浮力F浮=G-F=3.4N-1.4N=2.0N;
根据丙丁,测出石块排开的水所受的重力:G排=G丙-G丁=3.2N-1.2N=2.0N,
由以上计算结果得 F浮=G排,可得:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开液体的重力。
(3)计算物体的质量为:
根据F浮=ρ水gV排,计算物体的体积为
则物体的密度为:
(4)根据图戊,铝块浸没在水中,水溢出,溢水杯中水的深度不变,根据p=ρgh,水对溢水杯底的压强不变,根据F=pS,所以溢水杯对电子秤的压力不变,电子秤示数不变。
【分析】(1)探究阿基米德原理时,先测量空桶重力和金属块的重力,将金属块浸没测量拉力,计算浮力,再测量溢出的液体的重力;
(2)根据实验数据,物体受到的浮力等于物体排开液体的重力;
(3)根据,计算质量,利用,计算排开液体的体积,根据,计算密度;
(4)水对溢水杯底的压力不变;由于溢水杯中装满水,铝块浸没在水中静止时,根据阿基米德原理可知铝块受到的浮力等于排开的水重,铝块对水的压力大小与浮力相等,
(1)为了使小桶在接水之后可直接计算水的重力,应先测量空桶的重;实验中利用二次称重法得到石块浸入水中受到的浮力,则应先测量石块在空气中的重力,再将石块直接浸入水中观察测力计的示数,求出石块浸入水中的浮力,且得到石块排出的水的重力,最合理的顺序应为:丁、乙、甲、丙。
(2)乙图中测力计分度值为0.2N,示数为3.4N,根据称重法
F浮=G-F=3.4N -1.4N=2.0N
由丙丁两个步骤测出石块排开的水所受的重力
G排=G丙-G丁=3.2N-1.2N=2.0N
由以上计算结果得 F浮=G排,即浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开液体的重力。
(3)由G=mg可知,物体的质量为
由F浮=ρ水gV排可得,物体的体积为
则物体的密度为
(4)铝块浸没在水中静止时与铝块未浸入水中时相比,溢水杯中水的深度不变,根据公式p=ρgh可知,水对溢水杯底的压强不变,根据公式F=pS可知,水对溢水杯底的压力不变;由于溢水杯中装满水,铝块浸没在水中静止时,根据阿基米德原理可知铝块受到的浮力等于排开的水重,铝块对水的压力大小与浮力相等,所以溢水杯对电子秤的压力不变,即电子秤示数不变。
2.【答案】(1)受到;0.4
(2)①④⑤;排开液体的体积;越大
(3)无关
(4)2.8
【解析】(1)由图①,物体的重力G=F1=4N,由图②、③,浸入水中后,测力计示数减小,说明浸入水中的物体受到浮力作用。
由图②,测力计示数F2=3.6N,则图②中物体受到的浮力
(2)根据控制变量法,需要控制物体排开液体的体积相同,而液体的密度不同,所以应选用的图是①④⑤(或①③⑤);得出结论:浸没在液体中的物体,排开液体的体积一定时,液体密度越大,浮力就越大。
(3)图③测力计的示数为3N,则物体浸没在水中受到的浮力为,图③和图④中只有浸没在水中的深度不同,物体在图④受到的浮力仍为1N,得出结论:浮力的大小与物体浸没的深度无关。
(4)把物体浸没在水中时,受到浮力,则①
把物体浸没在盐水中时,受到浮力②
且,由①②两式相比可得
则图⑤中测力计的示数为
故应该在弹簧测力计刻度盘的2.8N处对应标上1.2g/cm3(盐水的密度)的字样。
故答案为:(1)受到;0.4;(2)①④⑤;排开液体的体积;越大;(3)无关;(4)2.8。
【分析】(1)浸在液体中的物体受到液体对它向上托的力,叫做浮力;物体浸入液体中时,弹簧测力计的示数减小,减小的示数就是物体受到的浮力大小;根据图示利用称重法计算图②中物体受到的浮力大小;
(2)(3)探究影响浮力大小的因素时,要采用控制变量法,分析图示实验,根据实验中控制的变量与实验现象分析答题;
(4)根据阿基米德原理分别表示出物体浸没在水和盐水中受到的浮力,根据称重法求出图⑤中弹簧测力计的示数,即为密度值1.2g/cm3在弹簧测力计刻度盘上的位置。
(1)[1]由图①可知,物体的重力为
G=F1=4N
由图②、③可知,物体浸入水中后,弹簧测力计的示数减小,说明浸入水中的物体受到浮力作用。
[2]由图②可知,此时测力计的示数F2=3.6N,则图②中物体受到的浮力为
(2)[1][2][3]要探究浮力大小与液体密度的关系,根据控制变量法,需要控制物体排开液体的体积相同,而液体的密度不同,所以应选用的图是①④⑤(或①③⑤);探究后得出的结论为:浸没在液体中的物体,排开液体的体积一定时,液体密度越大,浮力就越大。
(3)物体的重力为4N,由图③可知此时测力计的示数为3N,根据称重法可得物体浸没在水中受到的浮力为
图③和图④中物体排开水的体积和水的密度都相同,而物体浸没在水中的深度不同,由称重法可知,物体在图④受到的浮力仍为1N,所以可以得出结论:浮力的大小与物体浸没的深度无关。
(4)把物体浸没在水中时,其受到的浮力,根据阿基米德原理可得
①
把物体浸没在盐水中时,其受到的浮力为
②
因同一物体分别浸没在两种液体中时其排开液体的体积相等,即
所以,由①②两式相比可得
则图⑤中弹簧测力计的示数为
故应该在弹簧测力计刻度盘的2.8N处对应标上1.2g/cm3(盐水的密度)的字样。
3.【答案】(1)2.4
(2)1
(3)控制变量
(4)物体排开液体的体积
(5)ADE
(6)2.4×103
【解析】1)由A可知,金属块的重力为2.4N
综上 第1空、2.4
2)由AE以及称重法可知,浮力F=G-F拉=2.4N-1.4N=1N
综上 第1空、1
3)探究浮力的影响因素,使用控制变量法进行探究
综上 第1空、控制变量
4)ABC三次实验中的排水体积不同,其余因素相同,所以可知 浮力大小与 物体排开液体的体积 有关
综上 第1空、物体排开液体的体积
5)探究浮力和密度的关系,应该控制密度不同,其余因素相同,所以选择ADE三次实验
综上 第1空、ADE
6)具体可知,在水中物体受到的浮力为1N,根据F浮=ρ液gV排,v排=1N/ 103kg/m3/10N/kg=10-4m3,物体重力G=ρgv,所以ρ= 2.4×103 kg/m3
综上 第1空、2.4×103
【分析】1、称重法测量物体浮力:先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力,
2、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排,所以物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大
3、密度的计算:公式ρ=m/v,G=ρgv,据此计算物体的密度
4.【答案】(1)BADC
(2)物体排开液体受到的重力
(3)能
【解析】探究浮力大小跟排开的液体重力的关系时,
(1)、实验时,应先测量空桶的重力和金属块的重力,再将金属块浸没测量拉力,最后测量溢出水的重力,最合理的实验步骤顺序是:BADC;
(2)、根据实验步骤,A测力计上升为3.8N,物体受到的浮力F浮=3.8N-2.4N=1.4N,排开液体的重力G排=2.6N-1.2N=1.4N,可得出:浸在水中的物体所受浮力的大小等于物体排开液体受到的重力;
(3)、实验中,若只将石块的一部分浸入水中,则浸没的体积小,物体受到的浮力小,排开液体的重力小,能得到相同结论。
【分析】(1)测量浮力和排开液体重力的关系时,需要测量空桶重力、物体重力,再测量浮力和排开液体的重力;
(2)通过实验,物体受到的浮力等于排开液体受到的重力;
(3)实验中,物体若不完全浸没,可以探究浮力和排开液体的重力的关系。
5.【答案】丙、甲、丁、乙;=;一直不变;丁;>
【解析】 解:(1)为了使小桶在接水之后可直接计算水的重力,应先测量空桶的重,然后再测出石块的重力,并直接浸入水中观察测力计的示数,最后测排出的水和小桶的总重,求排出的水的重力.因此,最合理的顺序应为:丙、甲、丁、乙;
(2)因G乙-G丙=2N-1N=1N,F浮=1N;
由以上步骤可初步得出结论:浸在水中的物体所受浮力的大小等于它排开液体的重力;
(3)小石块逐渐浸入液体过程中(未接触溢水杯),溢水杯中水的深度不变,根据公式p=ρgh可知,水对溢水杯底的压强不变;
(4)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,此物体会漂浮在液面上,物体受到的浮力等于物体的重力,则图丁步骤中可不使用弹簧测力计;
(5)其中一个同学每次进行图甲步骤时,都忘记将溢水杯中液体装满,则G排偏小,实验时认为G排=G溢,因而他会得出F浮>G排的结论。
故答案为:(1)丙、甲、丁、乙;(2)=;(3)一直不变;(4)丁;(5)>。
【分析】 (1)对于实验的合理顺序,我们应把握住两点:一是小桶是用来接排出的水的,在接水之前必须先测出空桶的重;二是物块要先测重力,再直接浸入水中;
(2)求出G乙-G丙,分析数据得出结论;
(3)根据公式p=ρgh分析水对溢水杯底的压强;
(4)如果换用密度小于液体密度的物体(不吸液体)来进行该实验,此物体会漂浮在液面上,因此可以不用弹簧测力计,利用物体的漂浮条件求浮力;
(5)若溢水杯中水没有装满,可导致溢出水的重力小于排开水的重力。
6.【答案】1;排开液体体积;液体密度;变大;4
【解析】(1)根据称重法可知金属块浸没在水中所受的浮力:F浮=G-F'=4N-3N=1N;
(2)由A、B、C、D四个图可知,金属块受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
(3)由A、D、E三图可知,物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(4)因为重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大,所以弹簧测力计乙的示数变大。物体受浮力,弹簧测力计示数会减小,且弹簧测力计每1N的刻度线间距为0.5cm,设物体静止时弹簧缩短了hcm,此时物体浸入水中的深度为(6﹣h)cm,即:F=G﹣2N/cm×h;此时弹簧测力计拉力、浮力与物体重力平衡,可列:F+F浮=G;
(10N﹣2N/cm×h)+1.0×103kg/m3×10N/kg×100×(6﹣h)×10﹣6m3=10N;解得h=2cm;所以重物浸入深度为6cm﹣2cm=4cm
综上第1空、1;第2空、排开液体体积;第3空、液体密度;第4空、变大;第5空、4
【分析】根据称重法、浮力的计算填空
(1)称重法测量物体浮力:先测出物体的重力,然后将物体浸入水中,弹簧测力计的示数就会减小,减小的示数就是物体受到的浮力,
(2)影响浮力大小的因素液体密度和排开液体体积,要运用控制变量法;
(3)由F浮=ρ液gV排算出物体的体积,根据G=mg算出物体的质量,由密度公式算出物体的密度;
(4)①根据阿基米德原理可知,重物浸入水中的体积越来越大时受到的浮力变大,根据称重法可知弹簧测力计甲示数的变化,然后分析乙示数的变化量,进一步得出结论;
②根据升降台上升6cm,物体静止时弹簧测力计示数减小,设弹簧缩短了hcm,由此表示出物体浸入深度,由拉力、浮力和重力平衡,计算出h的大小。
7.【答案】(1)4.8N;0.4N;6×103
(2)排开液体的体积
(3)无关
【解析】1) 金块的重力是 4.8N,拉力为4.4N,所以浮力F=4.8N-4.4N=0.4N,由图可知一块合金的重力为1.2N,一块合金受到浮力为0.2N,根据重力公式以及浮力公式,可列ρ物=Gρ液/F浮=6×103kg/m3
综上第1空、4.8N;第2空、0.4N;第3空、6×103
2)实验中,排开水的体积不同,物体受到浮力不同,所以 可以得出的初步结论是:当液体密度一定时,物体所受浮力大小与排开液体的体积有关
综上 第1空、排开液体的体积
3)丁戊试验排水体积相同,浸没深度不同,但是浮力不变化,所以 浮力大小与物体浸没的深度 无关
综上 第1空、无关
【分析】1、重力:由于地球的吸引而使物体受到的力,大小为自身重力、方向竖直向下,作用点位于物体重心。
2、浮力的本质为上下表面产生的压力差,计算公式为F浮=ρ液gV排物体所受浮力和物体所处的深度无关,与排开水的体积有关,当排开水的体积越小时,浮力越小,排开水的体积越大时,浮力越大
8.【答案】(1)4
(2)0.8
(3)液体的密度
(4)
(5)控制变量法
【解析】(1)由图A知,该弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为4N ,即物体重力大小为G物=4N;
(2)当物体浸没在水中时,由图C可知,此时F拉=4.2N,对物体进行受力分析可知,G物=F浮+F拉,则F浮=G物-F拉=4.2N-4N=0.8 N;
(3)由图A、C、D 可知,物体浸没在不同的液体中,V排相同,弹簧测力计的示数不同,因此物体所受到的浮力与液体密度有关;
(4)当物体从接触水面开始,物体排开水的体积逐渐增大,浮力也逐渐增大,当物体全部浸没在水中时,物体排开水的体积不变,其受到的浮力也不变,故物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图像应是②。
(5)本实验中主要用到的科学探究方法是控制变量法。
【分析】(1)由图A可知该弹簧测力计的分度值以及示数,此时示数即为物体重力大小;
(2)当物体浸没在水中时,由图C可读出此时的拉力大小,再根据受力平衡G物=F浮+F拉可求得浮力;
(3)对比图A、C、D ,明确相同量与不同量,据此判断出浮力的影响因素;
(4)根据阿基米德原理,确定物体所受浮力与浸入水中深度关系,据此选出正确图像;
(5)探究“影响浮力大小的因素”的实验中主要用到的科学探究方法是控制变量法。
9.【答案】(1);、、;越大;无
(2)没有控制排开液体的体积相同
【解析】(1)①由称重法可知,在序号a的实验中,物体所受的浮力大小为:F浮=GA-Fa=4N- 3N=1N;
②探究浮力大小与液体密度关系应该控制物体排开液体体积一定,只改变液体的密度,故比较序号a、d、e的三次实验,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关;
③在a、d、e的三次实验中,液体的密度关系为:ρ酒精 <ρ水くρ盐水,因F酒精>F水>F盐水,由称重法F浮=G-F可知,物体在三种液体中受到的浮力大小F浮酒精<F浮水<F浮盐水,因此可知,其他条件相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越大。
④由a、b、c的三次实验可知,重力不同但体积相同的A、B、C三个圆柱体所受浮力均为1N,故可得出结论:浮力的大小与物体的重力无关。
(2)为了研究浮力大小可能与物体形状有关,应该控制液体密度相同,物体排开液体体积相同,但小明并没有控制排开液体的体积相同,故由此小明得出的结论是:浮力的大小与物体的形状有关的结论不可靠。
故答案为:(1)①1;②a、d、e;③越大;④无;(2)没有控制排开液体的体积相同。
【分析】(1)①根据称重法F浮=G-F计算物体所受的浮力;
②根据控制变量法可知,探究浮力大小与液体密度有关时需控制物体排开液体体积一定,据此解答;
③④分析实验数据即可解答;
(2)根据控制变量法可知,探究浮力大小与物体的形状有关时需控制液体密度和物体排开液体体积一定,据此解答.
10.【答案】(1)浮力
(2)A;B
(3)液体的密度
(4)深度
(5)不能
【解析】(1)A的测力计示数大小与物体的重力相等;B、C、D、E的测力计示数变小,原因是物体在液体中受到浮力的作用;在B、C、D、E四图中物体处于静止状态,受力平衡,对物体受力分析可知:F浮=G-F示;A的测力计示数分别与B、C、 D、E的测力计示数之差表示物体在液体中受到的浮力大小;
(2)比较A、B、C三图可知:物体的密度、液体的密度相同,但B、C两图测力计的示数不同,浮力不同,说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小可能与物体浸入液体中的深度、物体排开液体的体积有关,故选AB;
(3)比较A、D、E三图可知:D、E两图中液体密度、排开液体体积相同,虽然液体的深度不同,但测力计示数相同,则物体受到的浮力相同,说明浮力大小与浸入液体的深度无关;
(4)要探究物体在液体中受到的浮力大小与物体受到的重力大小之间的定性关系,需保持其他变量相同,改变物体受到的重力大小,观察测力计示数的变化,但本次实验使用的是同一物体,物体受到的重力大小没有改变,不能证明物体在液体中受到的浮力大小与物体受到的重力大小之间的定性关系。
答:(1)浮力;(2) AB;(3)深度 ;(4)不能。
【分析】 (1)根据称重法可求物体受到的浮力;
(2)影响浮力大小的因素:液体的密度、物体排开液体的体积;
(3)在物理学中,进行探究实验时常常采用控制变量法研究问题,当实验结论受多个变量影响时,要遵循单一变量原则,控制其他变量相同,仅允许单一变量改变。
11.【答案】(1)1.1
(2)排开液体的体积;A、D、E;液体密度
(3)2.75×103
(4)1.25
(5)
【解析】(1)由A图可知,弹簧测力计的分度值为0.1N,所以示数为1.1N。
(2)对比A、B、C、D四个实验操作,液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,浮力不同,故可得结论:物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关;探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系,需控制物体排开液体的体积和液体的密度相同,浸没的深度不同,因此选择A、D、E;比较A、E、F可知,排开液体的体积相同,液体的密度不同,浮力大小不同,所以可得结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(3)根据受力平衡,石块浸没在水中受到的浮力为F浮=G-FD=1.1N-0.7N=0.4N;根据阿基米德原理,石块的体积为,则石块密度为。
(4)根据受力平衡,F中物体受到的浮力为F浮液=G-FF=1.1N-0.6N=0.5N,根据阿基米德原理,F中液体密度为。
(5)甲图中弹簧测力计的示数为F1=G容+G水,丙图中弹簧测力计的示数为F3=G容+G水+G物-F=G容+G水+F浮,则物体受到的浮力为
F浮=F3-(G容+G水)=F3-F1,物体浸没在水中,物体的体积为;由图乙知,物体的重力为G物=F2-F1,物体的密度为。
故答案为:(1)1.1,(2)排开液体的体积;A、 D、E;液体密度;(3)2.75x103;(4)1.25;(5) 。
【分析】(1)根据弹簧测力计的分度值和指针对应的刻度读数,即为物体的重力。
(2)根据控制变量法,找出不变的量和变化的量,确定浮力大小与变化量之间的关系。根据控制变量法可知,研究物体所受浮力的大小与物体浸没深度的关系,要控制液体密度和排开液体的体积相同,改变物体浸没的深度。
(3)利用称重法求出石块浸没在水中时受到的浮力,根据阿基米德原理求出石块的体积,然后根据G=mg和密度公式求出石块的密度。
(4)根据物体浸没在水中受到的浮力,利用阿基米德原理F浮=ρ液gV排求物块排开液体的体积;根据称重法计算出浸没在液体中受到的浮力,根据阿基米德原理求出液体的密度。
(5)根据图甲和乙求出石块的重力,根据图甲和丙结合力的作用是相互和力的平衡条件求出石块浸没在水中时受到的浮力,根据阿基米德原理求出石块浸没时排开水的体积,即为石块的体积,根据G=mg和密度公式求出石块的密度。
(1)由图A可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,弹簧测力计的示数是1.1N。
(2)[1]分析比较A、B、C、D可知,液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,浮力不同,所以物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
[2]探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度的关系,保持物体排开液体的体积和液体的密度相同,浸没的深度不同,故选择A、D、E。
[3]比较A、E、F可知:排开液体的体积相同,而液体的密度不同,浮力大小不同。故可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(3)石块浸没在水中受到的浮力为
F浮=G-FD=1.1N-0.7N=0.4N
石块的体积
石块密度
(4)F中物体受到的浮力
F浮液=G-FF=1.1N-0.6N=0.5N
F中液体密度
(5)甲图中弹簧测力计的示数
F1=G容+G水
丙图中弹簧测力计的示数
F3=G容+G水+G物-F=G容+G水+F浮
则物体受到的浮力为
F浮=F3-(G容+G水)=F3-F1
物体浸没在水中,物体的体积
由图乙知,物体的重力为
G物=F2-F1
物体的密度为
12.【答案】(1)B
(2)1;1;排开的液体受到的重力
(3)A
(4)变小
(5)乙
【解析】 (1)根据题意可知,最合理的实验顺序是:
丁、测出空桶的重力;
甲、测出物体所受到的重力;
乙、把物体浸在装满水的溢杯中,测出测力计的示数;
丙、测出桶和排开的水受到的重力;
故正确顺序为:丁、甲、乙、丙,
故B正确;
(2)空气中物体的重力为G=2N;水中弹簧测力计的示数为F'=1N,
物体在水中受到的浮力为:F浮=G-F'=2N-1N=1N;
由图丁可知,空桶的重力G桶=0.5N,
由图丙可知,水和桶的重力G总=1.5N,
所以溢出水的重力为:G排=G总-G桶=1.5N-0.5N=1N,
比较可知,浮力F浮=G排,
说明浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开的液体受到的重力;
(3)A.图乙中水面未到达溢水杯的溢水口,物体放入溢水杯时,先要使溢水杯满了才可以向外排水,故在此过程中,物体受到的浮力大于排出的水的重力,故A符合题意;
B.图乙中物体未全部浸没在水中,物体排开液体的体积小,排开液体的重力小,浮力也小,仍然能得出浮力等于排开的液体受到的重力,对实验没有影响,故B不合题意;
故选A;
(4)将图乙中的水换成酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3),液体的密度减小,但物体排开液体的体积不变,根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知浮力减小;
(5)物体漂浮在水面上,受到的浮力等于它的重力,测量漂浮的物体受到的浮力时,不需要用弹簧测力计提着物体,即乙步骤不需要弹簧测力计。
【分析】(1)分别读出空桶的重力、物体的重力、物体浸没水中时弹簧测力计的示数、桶和溢出水的重力,桶和溢出水的重力与空桶的重力之差即为排开水的重力;
(2)物体所受的浮力等于物体的重力减去浸入液体时弹簧测力计的示数;物体排开液体的重力等于桶和排开水所受的重力减去空桶的重力,然后比较浮力和排开水所受的浮力得出结论;
(3)溢水杯的水没装满,会使溢出的水的重力偏小;
(4)根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排分析解答;
(5)物体漂浮在水面上时受到的浮力等于物体的重力,此时不需要用弹簧测力计提着木块,据此分析图示答题。
13.【答案】深度;甲丁戊;4;4.4;4×10-4;400;1.25;1.1
【解析】(1)在图甲、丙、丁所示实验中,物体排开液体的体积相同,物体浸没在液体中的深度不同,弹簧测力计的示数相同,即浮力大小相同,所以说明浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(2) 为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的密度有无关系 ,应该改变液体的密度,在图甲、丁、戊所示实验中,物体排开液体的体积相同而液体的密度不同,所以选甲丁戊;
(3)根据弹簧测力计的示数可分别求得在水中的浮力为4N;
浸没在盐水中所受浮力4.4N
(4)当金属块完全浸没在水中,金属块的体积等于排开水的体积,根据阿基米德原理,所以金属块的体积
V=V排=
(5)要求金属块的密度需要利用
先求金属块的质量
所以金属块的密度为
利用阿基米德的推导式可求得盐水的密度为
综上第1空为深度;第2空为甲丁戊;第3空为4;第4空为4.4;第5空为4×10-4;
第6空为400;第7空为1.25;第8空为1.1
【分析】本题考查浮力的探究实验。通过弹簧测力计的示数变化,可以计算出物体在不同液体中所受的浮力。实验中,金属块在空气中、水中和盐水中的弹簧测力计示数分别为F1、F2和F3。根据浮力的定义,浮力等于物体在液体中的重力与弹簧测力计示数的差值。以及利用浮力求金属块的密度和液体的密度,需要熟练运用阿基米德原理。
14.【答案】(1)深度
(2)1.4
(3)甲、丁、戊
(4);
(5)小于;没有控制物体排开液体的体积相同
【解析】(1)根据图片可知,甲、丙、丁中深度发生改变,但是测力计的示数不变,即物体受到的浮力保持不变,那么说明浮力大小与深度无关。
(2)乙图中A物体受到的浮力是:F浮=G-F拉=4.8N-2.4N=1.4N;
(3)探究浮力大小与液体密度有关时,需要控制排开液体的体积相同,只改变液体密度,故选实验 甲、丁、戊 ;
(4)根据甲、丙两图可知,物体浸没在水中受到的浮力:F浮=G-F拉=4.8N-0.8N=4N;
则物体A的体积为:;
物体浸没在盐水中受到的浮力:F浮'=G-F拉'=4.8N-0.4N=4.4N;
则盐水的密度为:。
(5)①第一次橡皮泥在水里下沉,则浮力小于重力;第二次橡皮泥在水里漂浮,则浮力等于重力,那么第一次橡皮泥受到的浮力小于第二次橡皮泥受到的浮力;
②小明得到的结论是: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:没有控制物体排开液体的体积相同。
【分析】(1)根据图片分析甲、丙、丁中哪个因素不同即可;
(2)根据甲和乙,利用公式F浮=G-F拉计算物体受到的浮力;
(3)根据控制变量法的要求选择对照实验;
(4)根据甲、丙两图利用F浮=G-F拉计算物体浸没在水中受到的浮力,然后根据计算物体的体积。根据甲和戊图计算物体浸没在盐水中受到的浮力,最后根据计算盐水的密度。
(5)①根据漂浮条件比较橡皮泥受到浮力的大小;
②根据控制变量法的要求可知,探究浮力大小与形状的关系时,需要控制液体密度和排开液体的体积相同,只改变形状,据此分析解答。
15.【答案】(1)、、
(2)物体所受浮力大小与物体排开水的体积有关
(3)液体密度
(4)
(5)
(6)浸没在水中读出示数;
【解析】(1)分析a、c、d三次实验,实验c、d中,排开液体的密度和体积都相同,物体浸没在液体中的深度不同,弹簧测力计的示数相同,由称重法可知,物体受到的浮力相同,因此可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(2)分析a、b、c三次实验,实验b、c中,排开液体的密度相同,而排开液体的体积不断增大,弹簧测力计的示数不断减小,由称重法可知,物体受到的浮力不断增大,因此可知浮力大小与物体排开液体的体积有关,当液体密度相同时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大;
(3)比较a、c、e三次实验,液体密度不同,物体排开液体的体积相同,弹簧测力计的示数不同,根据称重法可知,物体浸没在水中所受浮力大小不同,由此可知物体所受浮力大小与液体密度有关;
(4)b实验中浮力大小为:F浮=G-F=2N-1.75N=0.25N,根据浮力的产生原因可知,浮力的大小为物体上下表面受到的压力差,在b实验中物体上表面受到水的压力为0N,故下表面受到水的压力为:
F下= F浮+ F上=0.25N+0N=0.25N;
(5)当物体浸没在水中时,物体排开水的体积为:,由于物体完全浸没在水中,物体的体积等于物体排开水的体积,则物体的密度为:;
(6)测液体密度的实验时,先分别测出石块浸没在液体中的浮力以及石块浸没在水中的浮力,因此,步骤③应该是将石块浸没在水中,读出示数F3,根据称重法以及阿基米德原理得,石块浸没在液体中所受浮力为:F浮液= F1-F2=ρ液gV排,石块浸没在水中所受浮力为: F浮水=F1-F3=ρ水gV排,两式联立,得液体的密度为:。
故答案为:(1)a、c、d,(2)物体所受浮力大小与物体排开水的体积有关;(3)液体密度;(4)0.25;(5)4x 103;(6)浸没在水中,读出示数F3; 。
【分析】(1)(2)浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关,结合图示步骤,根据控制变量法进行分析判断;
(3)浮力的大小与液体密度和物体排开液体的体积有关,根据控制变量法进行研究;
(4)由浮力产生的原因可知步骤B中物体下表面受到水的压力;
(5)根据物体浸没在水中和液体中排开液体的体积相等,根据阿基米德原理列式求解;
(6)测液体密度的实验时,先分别测出石块浸没在液体中的浮力F1以及石块浸没在水中的浮力F3,利用阿基米德原理计算出液体的密度。
16.【答案】(1)3.2;1.6;等于
(2)能
(3)相同;减小;=
【解析】探究浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系,小明做了如图的实验;
(1)如图A,弹簧测力计对石块的拉力和石块的重力是一对平衡力,测力计示数为3.2N,则石块的重力是3.2N;浸没时受到的浮力F浮=G-F拉=3.2N-16N=1.6N;根据图D、E,排开液体的重力是G排=2.2N-0.6N=1.6N,可得:浸没在液体里的物体,受到的浮力的大小等于排开液体所受到的重力;
(2)若操作中,只将石块的一部分浸在水中,由于浸入液体的体积小,排开液体的重力小,同样能得到以上结论;
(3)改进装置如图,
①实验前,在选择A、B两个弹簧测力计时,为使测量精确,应选择规格相同的弹簧测力计;
②实验中,调高平台 ,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧测力计A的示数减小;比较弹簧测力计A的示数变化量∆FA和弹簧测力计B的示数变化量∆FB,根据F浮=G排,则∆FA=∆FB。
【分析】(1)根据测力计对物体竖直的拉力,测量重力;根据,计算浮力大小F浮=G-F拉;
(2)浮力和排开液体的重力的关系,与物体是否完全浸没无关;
(3)通过物体受到的浮力和排开液体的重力同时测量,同样可以比较浮力和排开液体重力的关系。
17.【答案】一;丙;排液体积;大;1.5×103;O点;B
【解析】(1)液体的密度相同,排开液体的体积不同,浮力不同,可以验证猜想一是正确的;
(2)浮力与液体密度的关系为①,②
都符合一次函数的定义,故物体受到的浮力大小与液体密度的关系图像应是图2中的丙图;由此说明当排开液体的体积相同时,液体的密度越大,浮力越大。
(3)物体A浸没在水中所受的浮力为
物体A的体积为
液体的密度为
则该弹簧测力计上可标注的密度最大值为。
(4)在水面上升到O点保证排开液体的体积相同,液体的密度相同,观察弹簧测力计的示数,
A.没有保证排开液体的体积相同,故A不符合题意;
B.保证排开液体的体积相同,液体的密度相同,物体的密度不同,故B符合题意;
C.没有保证排开液体的体积相同,故C不符合题意。
故选B。
【分析】(1)分析图1,观察变化量和不变量,得出探究的因素;
(2)物体受到的浮力大小与液体密度有关,密度越大,浮力越大;
(3)根据称重法求得物体A浸没在水中所受的浮力,根据阿基米德原理求出物体A的体积,继而求得液体的密度,即得弹簧测力计上可标注的密度最大值;
(4)在探究浮力大小是否与物体的密度有关时,雲使物体排开液体的体积和液体的密度相同,物体的密度不同。
18.【答案】液体的密度;排开水的体积;竖直向上;1;浸在水中的物体受到的浮力等于物体排开水受到的重力;溢水杯没有装满水;C;B
【解析】(1)鸡蛋的浮力可能与液体的密度有关。由于加盐改变了液体的密度,使鸡蛋上浮。
(2)浮力大小与物体浸入水中的体积有关,从图丙中可知,当物体浸入水中的体积越大,弹簧测力计示数越小,根据称重法测浮力可知,所受的浮力越大,物体浸入水中的体积越大,所受的浮力越大。
按入水中的盆子放手后会向上浮,这说明浮力的方向是竖直向上。
(3)①由图c和图a可知石块排开的水所受的重力为
G排=1.5N-0.5N=1.0N
②由图b和图a可知,当浸入水中后,物体所受的浮力为
F浮=G物-F拉=2.8N-1.8N=1.0N
所以F浮=G排。即浸在水中的物体受到的浮力等于物体排开水受到的重力
③物体排开水的重力明显小于其所受的浮力,可能是溢水杯内没有装满,排开水的体积没有完全被排出,使测得的排开水的重力偏小,也可能是测浮力时物体碰到了容器底使得弹簧测力计示数偏小,导致测得的浮力偏大。
(4)物体下表面浸入水中的深度越深,物体排开水的体积越大,由可知,物体受到的浮力越大,由称重法可知,弹簧测力计的示数越小,当物体完全浸没到水中,物体底部没有接触烧杯底,物体排开水的体积不再变化,受到的浮力不再变,弹簧测力计示数也不再变化,因此弹簧测力计的示数先减小后不变,则该过程中弹簧测力计的示数与物体下表面浸入深度的关系图像是下图中的C。
故选C。
电子秤显示的是烧杯对电子秤的压力,烧杯对电子秤的压力等于烧杯和水的重力加上物块对水的压力,物块对水的压力等于水对物块产生的浮力,因物块受到的浮力先增大后不变,因此物块对水的压力先增大后不变,故电子秤的示数先增大后不变,电子秤示数与物块下表面浸入深度的关系图像是下图中的B。
故选B。
【分析】(1)根据浮力小于重力,鸡蛋会下沉,不断在清水中加盐,则盐水的密度增大,据此分析;
(2)根据改变的量分析,浮力的方向竖直向上;
(3)①用小桶和水的总重力减去空小桶的重力即为圆柱体排开的水所受的重力;
②比较浸在水中的物体受到的浮力和圆柱体排开的水所受的重力可得出结论;
(4)电子秤是测量质量的工具,当物块未浸入水中时,电子秤测烧杯和水的总质量;物块逐渐浸入水中时,电子秤测烧杯、杯中的水和物块排开水的总质量;分析物块排开水的体积变化可知物块排开水的质量变化,从而可知电子秤的示数m如何变化。
19.【答案】(1)4
(2)排开液体的体积
(3)液体密度
(4)无关
(5)2
(6)等于
(7)溢水杯中没装满水,桶A开始进入水中时排开的水没有溢出来
【解析】 (1)由图甲知,测力计分度值为0.2N,示数为5N,则物体的重力为5N,
图丙中测力计示数为1N,根据称重法测浮力,铁块浸没在水中时,受到的浮力是F浮水=G-F丙=5N-1N=4N;
(2)由甲、乙、丙图,可以发现液体密度相同,物体排开液体的体积增大,测力计示数在变小,则受到的浮力在增大,故可以说明浮力大小跟物体排开液体的体积有关;
(3)图1丁、戊两次实验中,物体排开液体的体积相同,液体密度不同,弹簧测力计的示数不同,铁块受到的浮力不同,可以得出浮力的大小与液体密度有关;
(4)实验丙、丁中,因测力计示数相同,故受到浮力相同,而物体排开液体的体积和液体密度相同,物体浸没在液体中的深度不同,
故可知:物体受到的浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关;
(5)由图2乙可知GA=2N,由图2丙可知A在溢水杯中漂浮,故F浮=GA=2N;
(6)由图2甲丁可知,小桶A排开的水重G排=3.6N-1.6N=2N,故F浮=G排;
(7)桶A排开水的重力明显小于所受的浮力,G排偏小,说明收集到的水较少,可能是溢水杯中没装满水,物体开始进入水中时排开的水没有溢出来。
【分析】 (1)由图甲根据测力计分度值读数得出物体的重力,根据图丙中测力计示数,由称重法测浮力得出铁块浸没在水中时受到的浮力;
(2)(3)影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积,要探究浮力和其中一个因素的关系,就要采用控制变量法控制另外一个因素一定;
(4)实验丙、丁中根据测力计示数相同得出受到浮力相同,找出两实验中相同量和不同量,得出物体受到的浮力的大小跟变化量的关系;
(5)漂浮时,浮力等于重力;
(6)小桶A排开的水重:G排=G总-G桶,由(5)知小桶A所受浮力F浮,即可比较F浮和G排;
(7)桶A排开水的重力明显小于所受的浮力,要么桶A的重力偏大,要么G排偏小,排除桶A的重力偏大,只能是G排偏小,据此分析。
20.【答案】2.6;不会;260;保证流入烧杯内水的体积等于梨漂浮时排开水的体积
【解析】(1)将一个梨放置在电子秤上,电子秤示数为260g,;漂浮时的浮力;若步骤一中的溢水杯水面略低于溢水口,浮力还是等于重力,不会影响梨所受水的浮力;
(2)根据阿基米德原理知,浮力等于排开水的重力因而排开水的质量等于梨的质量,为260g是,就能验证阿基米德原理;
(3)把梨放入溢水杯中时,如果速度过大,在浮力等于重力时,由于惯性还要向下运动,使得溢出的水增大,不能验证阿基米德原理。
【分析】(1)根据浮沉条件分析浮力大小;
(2)根据阿基米德原理分析;
(3)根据物体具有惯性分析。
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