课时9.2 探究浮力大小与哪些因素有关-【帮课堂】2024-2025学年八年级物理全一册同步学与练（沪科版2024）

第九章 浮力 课时9.2 探究浮力的大小跟哪些因素有关 2022年课程标准 学习目标 4.2.4探究浮力大小与哪些因素有关。 物理观念：理解浮力的概念，知道浮力产生的原因，能用浮力知识解释生活中常见的浮力现象，形成初步的物理观念。 科学思维：通过实验探究、分析推理等过程，培养逻辑思维能力，学会运用科学思维方法理解浮力的相关问题。 科学探究：经历探究浮力大小跟哪些因素有关的实验过程，认识物体所受浮力的大小跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。 科学态度与责任：培养严谨的科学态度和勇于探索的精神，认识到物理知识在生活中的应用价值，增强将物理知识应用于生活和社会的意识。 知识点一、探究浮力的大小跟哪些因素有关 ① 探究浮力与物体浸在液体中的体积的关系（ABC）：在同一液体中，物体浸在液体中的体积越大，所受到的浮力越大。 ② 探究浮力与物体浸没后深度的关系（ACD）：浮力的大小与物体浸没在同种液体中的深度无关。 ③ 探究浮力与液体密度的关系（ACE）：物体排开液体体积一定时，液体密度越大，浮力越大。 物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，物体所受浮力就越大。 情景问题一： 同样是金属材质，为什么一块金属放入水中会立刻下沉，而把这块金属做成空心的金属盒子就能漂浮在水面上呢？它们的材质相同，重量可能也相差不大，可浮力表现却截然不同，浮力的大小到底和什么因素有关呢？接下来，让我们一起深入探究浮力的奥秘。 【角度1】探究浮力的大小跟哪些因素有关 【典例1】在“探究影响浮力大小的因素”实验中，同学们根据生活经验，提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想： ①与物体浸入液体的深度有关 ②与物体排开液体的体积有关 ③与液体的密度有关 (1)进行探究时，实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。当物体P浸没在水中时所受浮力大小为 N； (2)分析a、c、d三次实验，可知浮力大小与物体浸入液体的深度 （选填“有关”或“无关”）； (3)分析a、b、c三次实验，可知浮力大小与 有关； (4)分析 三次实验，可知浮力大小与液体的密度有关。 【答案】(1)2 (2)无关 (3)物体排开液体的体积 (4)a、d、e 【解析】（1）由题图a可知，物体的重力等于4.8N，题图d中物体受到向下的重力、向上的拉力和向上的浮力，故重力大小等于拉力与浮力之和；由题图d可知，拉力大小等于2.8N，故当物体P浸没在水中时所受浮力大小为 （2）c、d两图中物体排开液体的体积和液体的密度相同，物体浸入水中的深度不同，但弹簧测力计的示数不变，拉力不变，故物体所受的浮力也不变，分析a、b、c三次实验可知：物体所受的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。 （3）比较a、b、c三次实验中，b、c两次实验所用的液体相同，物体浸入液体的体积不同，测力计的读数不同，浮力不同；可得出浮力大小与物体排开液体的体积有关。 （4）图d中物体完全浸没在水中，所受的浮力等于 图e中物体完全浸没在盐水中，所受的浮力等于 比较a、d、e可知，物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，盐水的密度大，物体浸没在盐水时受到的浮力大，可得出：物体排开液体的体积一定时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大，浮力大小与液体的密度有关。 【变式1-1】在探究“影响浮力的大小与哪些因素”有关的实验中，小明进行了如下猜想： 猜想1：浮力的大小可能跟液体的密度有关； 猜想2：浮力的大小可能跟物体的重力有关； 猜想3：浮力的大小可能跟排开液体的体积有关； 猜想4：浮力的大小可能跟物体浸没的深度有关。 为了验证以上猜想是否正确，小明做了如图所示的一系列实验，请你完成以下问题： (1)铜块浸没在盐水中时受到的浮力是 N； (2)由图 三次实验可以验证猜想1； (3)为了验证猜想2，实验中铜块和铝块的体积应 （选填“相同”或“不同”），通过比较图 四次实验得出的结论是物体所受的浮力大小跟物体的重力 （选填“有关”或“无关”）； (4)由图①③④三次实验可以验证猜想3是 （选填“正确”或“错误”）的； (5)铜块的位置从④→⑤的过程中，铜块受到的浮力 ，可以验证猜想 是错误的。 【答案】(1)1.2 (2)①④⑦ (3) 相同 ①②④⑥ 无关 (4)正确 (5) 不变 4 【解析】（1）根据①可知铜块的重力为9N，根据⑦可知铜块浸没在盐水中时测力计的示数为7.8N，根据称重法可知铜块浸没在盐水中受到的浮力 F浮=G铜-F示=9N-7.8N=1.2N （2）探究浮力的大小跟液体的密度的关系，应保证物体排开液体的体积相同，使液体的密度不同，由图①④⑦三次实验可以验证猜想1是否正确。 （3）[1][2][3]为了验证猜想2，即：浮力的大小可能跟物体的重力有关，应控制物体排开液体的体积相同，实验中铜块和铝块的体积应相同，根据①④可知铜块浸没在水中所受浮力 F浮铜=G铜-F1=9N-8N=1N 根据②⑥可知铝块浸没在水中所受的浮力 F浮铝=G铝-F2=2.8N-1.8N=1N 故通过比较图①②④⑥四次实验得出的结论是物体所受的浮力大小跟物体的重力无关。 （4）由图①③④三次实验可知，铜块排开水的体积越大，测力计的示数越小，根据F浮=G-F示可知，铜块所受的浮力越大，即浮力的大小跟排开液体的体积有关，验证猜想3是正确的。 （5）[1][2]铜块的位置从④→⑤的过程中，铜块全部浸没水中，测力计的示数不变，根据F浮=G-F示可知铜块受到的浮力不变，浮力的大小跟物体浸没的深度无关，可以验证猜想4是错误的。 【变式1-2】下图所示是探究“影响浮力大小的因素”的一些实验操作步骤。请你针对某一个探究因素，从中选择相应的实验操作步骤，并根据弹簧测力计的示数，说明你的探究结论。 (1)若要探究浮力大小与液体深度的关系，相应的实验操作步骤是图（a）（c）和 （选填图中的符号），可得出初步结论：浸没在液体中的物体受到的浮力大小与液体深度 （选填“有”或“无”）关。 (2)若要探究浮力大小与液体密度是否有关，相应的实验操作步骤是图 （选填图中的符号），可得出初步结论：浸没在液体中的物体受到的浮力大小 。 (3)小组同学想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”，他们找来易拉罐、烧杯和水进行实验，实验步骤如下： 步骤一：将易拉锯开口向上放入盛水的烧杯中，它漂浮在水面上； 步骤二：将易拉罐捏瘪再放入水中，捏德的易拉罐下沉至杯底。 （ⅰ）通过分析可知：步骤一时易拉罐受到的浮力 步骤二时易拉罐捏瘪时受到的浮力（选填“大于”、“等于”或“小于”）； （ⅱ）于是小组同学得出结论：物体受到的浮力与形状有关。 请分析他们得出错误结论的原因： 。 【答案】(1) d 无 (2) （a）（d）（e） 与液体密度有关 (3) 大于 没有控制变量，易拉罐的形状改变导致排开水的体积也发生了变化 【解析】（1）[1][2]若要探究浮力大小与液体深度的关系，需要控制物体排开液体的体积和液体的密度不变，只改变物体在液体中的深度。从图中可以看出，图（a）是物体在空气中的重力，图（c）是物体浸没在水中某一深度时的拉力，而图（d）是物体浸没在水中更深位置时的拉力。由于物体在图（c）和图（d）中都是浸没状态，所以排开水的体积相同，且水的密度也相同。比较图（a）、（c）和（d）中弹簧测力计的示数，可以发现物体在图（c）和图（d）中的浮力大小相等（因为拉力差即浮力，都等于重力减去拉力，且重力不变，拉力相等，所以浮力相等），这说明浸没在液体中的物体受到的浮力大小与液体深度无关。 （2）若要探究浮力大小与液体密度是否有关，需要控制物体排开液体的体积和物体在液体中的深度不变，只改变液体的密度。从图中可以看出，图（d）是物体浸没在水中时的拉力，而图（e）是物体浸没在盐水中时的拉力。由于物体在图（d）和图（e）中都是浸没状态，所以排开液体的体积相同，且物体在液体中的深度也相同（因为都是浸没）。比较图（a）、（d）和（e）中弹簧测力计的示数，可以发现物体在图（e）中的浮力大于在图（d）中的浮力（因为拉力越小，浮力越大），这说明浸没在液体中的物体受到的浮力大小与液体密度有关，且液体密度越大，浮力越大。 （3）[1][2]对于小组同学想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”的实验，他们存在错误。因为他们在改变物体形状的同时，也改变了物体排开水的体积。根据浮力公式F浮​=ρ液​gV排​，排开水的体积越大，浮力越大。所以，他们在比较浮力大小时，并没有控制排开水的体积这一变量不变。因此，他们得出的结论是错误的。具体来说，步骤一中易拉罐漂浮在水面上，受到的浮力等于其重力；而步骤二中易拉罐下沉至杯底，受到的浮力小于其重力。但是，由于步骤二中易拉罐排开水的体积大于步骤一中的排开水的体积，所以不能直接比较两个步骤中的浮力大小来得出物体受到的浮力与形状有关的结论。 【基础强化】 1．小明利用如图所示的装置探究浮力大小与哪些因素有关。 (1)其中弹簧测力计是测量 （选填“质量”或“力”）大小的仪器；如图所示，弹簧测力计的读数是 N； (2)本实验采用了 法，其中图A、B是为了验证，当液体密度相同时，物体排开液体的体积越大，所受浮力 ；图B、C是为了验证，浸没在同种液体中的物体受到浮力大小与浸入液体中的 无关；图C、D是为了验证物体排开液体体积一定时，液体密度越大，浮力 。 【答案】(1) 力 2.8 (2) 称重 越大 深度 越大 【解析】（1）[1]弹簧测力计是测量力的工具。 [2]图中弹簧测力计的分度值为0.2N，读数为2.8N。 （2）[1]物体在液体中所受浮力大小与液体的密度和排开液体的体积有关，在研究与其中某一因素的关系时，控制另一影响因素不变。实验中采用了控制变量法。 [2]图A、B两实验，液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，且物体排开液体的体积越多，受到的浮力越大。 [3]图B、C两实验，液体的密度相同，排开液体的体积相同，浸在液体的深度不同，所受的浮力不变。说明浸没在同种液体中的物体受到浮力大小与浸入液体中的深度无关。 [4]图C、D两实验，物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，且液体的密度越大，物体受到的浮力越大。 2．如图所示，是探究“浮力的大小跟哪些因素有关”实验过程中弹簧测力计的示数。则： (1)由甲图可知，金属块受到的重力是 N， 当它浸没在水中时受浮力是 N； (2)金属块从乙图到丙图的位置变化过程中，弹簧测力计的示数减小，说明金属块受到浮力 （选填“变大”“变小”或“不变”），分析两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与 有关； (3)分析丙、丁两图实验数据可得：浮力大小跟物体浸没在水中的深度 （选填“有关”或“无关”）； (4)分析 两图可知，浮力大小跟液体密度有关，当物体浸入液体中的体积相同时，液体的密度越大，物体所受浮力越大。 【答案】(1) 4.8 2 (2) 变大 排开液体的体积 (3)无关 (4)丁、戊 【解析】（1）[1]图甲中，弹簧测力计的分度值为0.2N，金属块所受重力为4.8N。 [2]图丁中金属块浸没水中，受到的拉力是2.8N，当它浸没在水中时受浮力 F浮=G-F丁=4.8N-2.8N=2N （2）[1][2]金属块从乙图到丙图的位置变化过程中，排开液体的体积变大，弹簧测力计的示数减小，由称重法可知金属块受到浮力变大，可得物体所受的浮力大小与排开液体的体积有关。 （3）分析图丙、丁可知，物体浸在水中的深度不同，测力计示数相同，由称重法可知受到的浮力相同，故浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关。 （4）分析图丁、戊可知，浮力的大小跟液体密度有关，戊中液体的密度大，测力计示小，由称重法，戊中物体所受浮力大，即液体的密度越大，物体所受浮力越大。 3．小霞同学按照如图所示的操作，探究影响浮力大小的因素。 (1)金属块完全浸没在水中时，受到的浮力是 N； (2)观察A、B、C三幅图，可得出金属块受到的浮力大小与 有关； (3)观察A、C、D三幅图，可得出的结论是 ； (4)根据本实验数据可计算得出该金属块的密度是 kg/m3； (5)观察A、C、E三幅图，可得水的密度和液体密度的关系是水 液体（选填“大于”“小于”或“等于”） 【答案】(1)0.5 (2)排开液体体积 (3)浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无关 (4) (5)大于 【解析】（1）由图A知道，物体所受重力为 G=2N 浸没在水中测力计示数为F示=1.5N，故物体浸没水中所受浮力为 （2）观察A、B、C、三幅图，由称重法可知浮力不同，液体密度一定，但排开液体体积变大，故可知金属块受到的浮力大小与排开液体体积有关。 （3）比较A、C、D三图知道，液体密度和物体排开液体的体积相同，物体浸没在水中深度增加，弹簧测力计的示数不变，由称重法可知，物体所受浮力不变，说明浮力大小跟物体浸没在液体中的深度无关。 （4）由（1）知道，浸没水中F浮=0.5N，由知道，物体的体积为 由G=mg知道，圆柱体的质量为 由知道，金属块密度是 （5）比较A、C、E三幅图知道，液体密度不同，物体排开液体的体积相同，由称重法知道，在水中浮力大，由知道，水的密度和液体密度的关系是 水>液体 4．如图所示小明进行了“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验。 (1)如图A所示，用调节好的弹簧测力计测出合金块在空气中的重力为 N； (2)对比图A、B、C可以得出：浮力的大小与排开液体的 有关；对比图A、D、E可以得出：浮力的大小与 有关； (3)图E中盐水的密度为 kg/m3。（g取10N/kg） 【答案】(1)4.8 (2) 体积 液体的密度 (3) 【解析】（1）如图A所示，弹簧测力计分度值为0.2N，示数为4.8N，则合金块在空气中的重力为4.8N。 （2）[1]对比图A、B、C，物体排开液体的体积不同，则测力计示数不同，则浮力不同，说明浮力的大小与排开液体的体积有关。 [2]对比图A、D、E，物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，则测力计示数不同，则浮力不同，说明浮力的大小与液体的密度有关。 （3）由A、D可知，合金块浸没在水中受到的浮力为 则合金块的体积为 由A、E可知，合金块浸没在盐水中受到的浮力为 则图E中盐水的密度为 【素养提升】 1．如图所示是小丽探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验装置。（水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，g取10 N/kg） (1)比较A、B、C三次实验，可以探究浮力与 的关系； (2)比较A、D和 三次实验，可以探究浮力与液体密度的关系，为了得到普遍规律，她接下来的实验操作是 ； (3)实验中由于手臂的晃动会导致测力计示数不稳定，不方便读数，请你写出一种改进措施： 。 【答案】(1)物体排开液体的体积 (2) F 换用不同的物块和液体，进行多次实验 (3)见解析 【解析】（1）通过A、B、C、三次实验可知，物体排开液体的密度相同，排开液体的体积不同，物体受到的浮力不同，且排开液体体积越大，弹簧测力计的示数越小，根据称重法知物体受到的浮力越大，故可以研究浮力与排开液体体积的关系。 （2）[1][2]要研究浮力与液体密度的关系，需要根据控制变量法控制排开液体的体积相同，改变液体的密度，图A、D、F符合题意；为了得到普遍规律，应该换用不同的物块和液体，进行多次实验，通过多组数据归纳出具有普遍性的规律。 （3）实验中由于手臂的晃动，会导致测力计示数不稳定，不方便读数，可以将弹簧测力计固定在铁架台上，使物块悬在空容器中，向容器内加液体并读数。 2．小宇和小明在老师的指导下，对浮力大小与哪些因素有关进行了实验探究。 猜想1：浮力的大小可能与液体的密度有关 猜想2：浮力的大小可能与液体的重力有关 猜想3：浮力的大小可能与排开液体的体积有关 猜想4：浮力的大小可能与物体的形状有关 (1)如图甲所示，小宇在家里利用身边的物品做实验，他用手把饮料罐按入水中，水面上升的越高，人会感到越吃力，这个事实可以支持猜想 （填序号）： (2)他们为了猜想1和猜想2，选用了体积相同，重力不同的三个圆柱形物体A、B、C，并测出了它们的重力分别是4N、4.5N和5N，然后进行了如图所示的实验。 物体A浸没在水中时所受浮力为 N，比较图中序号为a、b、c的三次实验，得出的结论是：浮力的大小与物体的重力 （填“有关”或“无关”）； (3)比较图中序号为 的三次实验可以得出初步结论：浮力的大小与液体的密度有关，液体的密度越大，物体所受浮力也 ； (4)为了研究猜想4，小明将同一块橡皮泥依次捏成圆锥体和圆柱体分别进行实验，实验现象如图所示，根据此实验现象，小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关，小宇认为小明的结论不可靠，主要原因是 。 【答案】(1)3 (2) 1 无关 (3) ade 越大 (4)没有控制排开液体的体积相同 【解析】（1）把饮料罐按入水中，饮料罐受到竖直向下的重力，向下的压力，竖直向上的浮力。水面上升的越高，饮料罐排开水的体积越大，人会感到越吃力，说明浮力在变大，该现象能支持猜想3：浮力的大小可能与排开液体的体积有关。 （2）[1]圆柱形物体A浸没在水中，受到竖直向下的重力，竖直向上的浮力和拉力，由力的平衡可得物体A浸没在水中受到的浮力为 [2]由图b可知物体B浸没在水中受到的浮力为 由图c可知物体C浸没在水中受到的浮力为 所以物体受到的浮力大小与物体的重力无关。 （3）[1][2]要得到浮力的大小与液体的密度有关，液体的密度越大，物体所受浮力也越大的关系，根据控制变量法原则可知需要控制排开液体体积相等，应该将物体分别浸入不同液体中，所以可以用a、d、e三次实验数据初步得出该结论。 （4）由图可知两次实验中橡皮泥排开水的体积不同，形状也不相同，有两个变量，没有控制排开液体的体积相同，所以无法得出浮力的大小与物体形状的关系。 3．在“探究浮力的大小与什么因素有关”的实验中，小明和同学们做了如图所示的一系列实验，实验中的铜块与铝块的体积相同。 (1)做①③④三次实验是为了探究浮力的大小与 的关系，得出的结论：在液体密度相同时，物体浸在液体中的体积越大，物体受到的浮力越大。 (2)分析 三次的实验数据可知，浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。 (3)做①④和②⑥四次实验是为了探究浮力的大小与物体重力的关系，得出的结论：物体受到浮力的大小与物体的重力 。 (4)做 三次实验可探究浮力的大小与液体密度的关系，得出的结论：当物体浸在液体中的体积一定时，液体的密度越大， 。 (5)实验中主要采用的探究方法是 。 结合上例探究以下问题： (6)实验中，从铜块的底面接触水面开始，到铜块浸没，直至浸没到更深的位置，图中能表示此过程铜块所受浮力F与浸入水中深度h关系的图象是图 。 【答案】(1)物体排开液体的体积 (2)①④⑦ (3)无关 (4) ①④⑤ 物体受到的浮力越大 (5)控制变量法 (6)丁 【解析】（1）①③④比较可知∶液体密度一定时，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大，所以这三步是探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系。 （2）要探究浮力大小与物体浸入深度的关系，需要保持液体密度和物体排开液体体积相同，所以选择①④⑦。 （3）根据题意可知铜块受到的重力为G铜=9N，铝块受到的重力为G铝=2.8N，重力不相等；铜块受到的浮力为 铝块受到的浮力为 浮力相等，所以物体受到的浮力大小与物体的重力无关。 （4）[1][2]要探究浮力的大小与液体密度的关系，应该将物体浸入不同的液体，同时保持物体排开液体的体积相同，所以选择①④⑤；比较①④⑤可知，在物体排开液体的体积一定时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。 （5）浮力的大小与液体的密度和排开液体的体积有关，物理学中对于多变量影响的问题，探究过程中应采用控制变量法。 （6）实验中，开始时，铜块没有接触水面，所受浮力为零；从铜块的底面接触水面开始到完全浸没的过程中，铜块排开水的体积逐渐变大，所以浮力逐渐增大；铜块完全浸没后，直至浸没到更深的位置，此时排开水的体积不再变化，所以浮力不再变化；即浮力最开始为零，然后逐渐变大最后不变，所以图丁符合题意。 4．某同学探究影响浮力大小的因素，其操作如图所示。 (1)图B中，物体受到的重力是 N，浮力是 N； (2)由B、C两图，该同学得出结论：物体受到的浮力随浸入液体深度的增大而增大。分析可知，这一结论是错误的，原因是在分析浮力大小与浸入液体深度的关系时，没有控制 保持不变； (3)由E、F两图可得出结论：物体受到的浮力大小与液体的 有关；由实验可知 （“水”或“液体b”）的密度大。 (4)请结合液体压强知识，物体由图D所示的位置下移到图E所示的位置的过程中，其上下表面受到的液体压强差 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 【答案】(1) 4 0.5 (2)物体排开液体的体积 (3) 密度 水 (4)不变 【解析】（1）[1]图A中，物体在弹簧测力计下处于静止状态，因此它受到的重力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力，大小相等。从图中我们可以读出弹簧测力计的示数为4N，所以物体受到的重力G=4N。 [2]当物体浸入水中时（图B所示），它受到的浮力F浮​可以通过称重法来计算，即F浮​=G−F示​，其中F示​是物体在液体中时弹簧测力计的示数。从图中我们可以读出F示​=3N，所以 （2）由B、C两图可以看出，物体浸入水中的深度在增大，同时它受到的浮力也在增大。但是，我们不能直接得出“物体受到的浮力随浸入液体深度的增大而增大”的结论，因为在这两个图中，我们并没有控制物体排开水的体积保持不变。实际上，当物体从部分浸入到完全浸入的过程中，它排开水的体积是在增大的，这也是导致浮力增大的原因。因此，这一结论是错误的。 （3）由E、F两图可以看出，物体完全浸入了两种不同的液体中（水和液体b），并且在这两种情况下它排开液体的体积是相同的（因为物体都是完全浸入的）。但是，它受到的浮力却不同，在水中受到的浮力更大。这说明物体受到的浮力大小与液体的密度有关，密度越大的液体对物体产生的浮力也越大。因此，我们可以得出结论：水的密度大于水的密度。 （4）物体由图D所示的位置下移到图E所示的位置的过程中，在这个过程中，物体排开水的体积不变，所以它受到的浮力不变。而浮力实际上就是物体上下表面受到的液体压力差（或压强差）产生的。因此，随着物体下沉，其上下表面受到的液体压强差不变。 5．在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中，用弹簧测力计挂着一实心物块，以图A、B、C、D、E分别为实验情景。 (1)物块的重力为 N，浸没在水中时受到的浮力是 N； (2)由图A、B、C可得出结论：物体所受浮力的大小与 有关； (3)由图A、D、E可得出结论：物体所受浮力的大小与 有关； (4)由两个实验操作 （填实验字母序号）可知，浮力大小与物体浸没液体中的深度无关； (5)根据数据计算物块的体积是多少？盐水的密度是多少？（写出必要的文字说明、表达式及最后结果。g取10N/kg） 【答案】(1) 2.4 1 (2)物体排开液体的体积 (3)液体密度 (4)C、D (5)， 【解析】（1）[1]因为物块在重力和拉力作用下处于平衡状态，则物块的重力大小等于受到的拉力，即弹簧测力计的读数，由A图可知，测力计分度值为0.2N，示数为2.4N，则物块的重力为2.4N。 [2]由A、C两图和称重法可得，物块浸没在水中时受到的浮力是 （2）由A、B、C所示实验可知，在同种液体中，物块排开液体的体积越大，测力计的示数越小，根据称重法可知，物块受到的浮力越大，由此可知：物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关。 （3）图A、D、E所示实验可知，物块排开液体的体积和深度相同，液体密度不同，液体密度越大，测力计示数越小，根据称重法可知，物块受到的浮力越大，故可得出结论：物体所受浮力的大小与液体密度有关。 （4）由C、D图可知，物块浸入水中的体积和液体密度相同，浸入水中的深度不同，测力计示数相同，根据称重法可知，受到的浮力相同，所以由C、D次实验操作可知，浮力大小与物体浸入液体中的深度无关。 （5）当物块浸没在水中时，排开水的体积等于物块的体积，根据阿基米德原理可得，物块的体积为 由A、D两图和称重法可得，物块浸没在盐水中时受到的浮力是 物块浸没在盐水中，排开盐水的体积等于物块的体积，根据阿基米德原理可得，盐水的密度为 6．如图所示，为小明设计的“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验，A、B是两个体积相同的实心圆柱体，弹簧测力计示数已经标出。 (1)比较实验①②，可知A、B两个圆柱体的质量 （选填“相同”或“不同”）； (2)比较实验①③④，可知物体受到的浮力大小与排开液体的体积 （选填“有关”或“无关”）。比较实验②⑥ （选填序号），可知物体所受浮力大小与液体的密度有关。比较实验①④⑤，可知物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度 （选填“有关”或“无关”）。比较实验①②⑤⑥，可知物体所受浮力大小与物体的密度 （选填“有关”或“无关”）； (3)分析图中数据，可知A物体浸没在水中时所受到的浮力为 N。 【答案】(1)不同 (2) 有关 ⑦ 无关 无关 (3)2 【解析】（1）比较实验①②可知，物体A、B的重力不同，根据知A、B两个圆柱体的质量不同。 （2）[1]比较实验①③④，液体密度相同，物体排开液体的体积不同，所受浮力不同，所以可知物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关。 [2]探究物体所受浮力大小与液体密度的关系，要控制排开液体体积相同，故选②⑥⑦三次实验；当排开液体体积相同，液体密度不同，所受浮力不同，故可得出结论：物体所受浮力大小与液体的密度有关。 [3]比较实验①④⑤，液体密度相同，排开液体体积相同，物体在液体中的深度不同，所受浮力相同。故可知物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。 [4]比较实验①②⑤⑥，液体密度相同，排开液体体积相同，所受浮力相同，物体密度不同，故可得出结论：物体所受浮力大小与物体的密度无关。 （3）由①④可得A物体浸没在水中时所受到的浮力为 7．如图甲所示，某实验小组利用实心圆柱金属块探究“浮力的大小跟哪些因素有关”。 (1)金属块的重力是 N； (2)比较实验步骤①④⑤可知，浮力大小与 有关； (3)当金属块从接触水面到浸没于水中，直至更深位置（未触底），在图乙中能表示此过程金属块所受浮力F与浸入水中深度关系的图像是 （选填“a”或“b”）； (4)如果在实验中不小心使金属块碰到容器底，且与容器底有力的作用，则测出的浮力将偏 ； (5)进一步学习了阿基米德原理之后，利用图甲中的测量数据，还可以计算出其他一些物理量（水的密度已知）。下列物理量中不能计算出的是______。（选填字母） A．金属块的体积 B．金属块的密度 C．盐水的体积 D．盐水的密度 【答案】(1)2.7 (2)液体密度 (3)b (4)大 (5)C 【解析】（1）由①知道，金属块受到的重力大小等于弹簧测力计的示数，为2.7N。 （2）步骤①④⑤中，金属块排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，受到的浮力不同，由此可知，浮力大小与液体密度有关。 （3）金属块刚接触水面时，所受浮力为0，随着浸入水中深度的增加，物体排开水的体积逐渐增大，所受浮力增大，当物体全部浸没在水中时，物体排开水的体积不变，浮力大小不再变化，因此符合的是图像b。 （4）金属块碰到容器底部，受到支持力，会使弹簧测力计的示数偏小，由F浮=G-F示知道，测出的浮力偏大。 （5）A．根据①③可得金属块浸没在水中受到的浮力F浮水，根据阿基米德原理可计算出金属块浸没时排开水的体积，即金属块的体积，A可以，不符合题意； B．根据①可得金属块的重力，从而计算出金属块的质量，由①③计算出金属块的体积，根由知道，即可得到金属块的密度，B可以，不符合题意； D．根据①⑤可得金属块浸没在盐水中受到的浮力F浮盐水，金属块的体积可以得到，即金属块浸没在盐水中排开盐水的体积，根据阿基米德原理可计算出盐水的密度，D可以，不符合题意； C．盐水的体积不能通过该实验得出，C不可以，符合题意。 故选C。 / 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第九章 浮力 课时9.2 探究浮力的大小跟哪些因素有关 2022年课程标准 学习目标 4.2.4探究浮力大小与哪些因素有关。 物理观念：理解浮力的概念，知道浮力产生的原因，能用浮力知识解释生活中常见的浮力现象，形成初步的物理观念。 科学思维：通过实验探究、分析推理等过程，培养逻辑思维能力，学会运用科学思维方法理解浮力的相关问题。 科学探究：经历探究浮力大小跟哪些因素有关的实验过程，认识物体所受浮力的大小跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。 科学态度与责任：培养严谨的科学态度和勇于探索的精神，认识到物理知识在生活中的应用价值，增强将物理知识应用于生活和社会的意识。 知识点一、探究浮力的大小跟哪些因素有关 ① 探究浮力与物体浸在液体中的体积的关系（ABC）：在同一液体中，物体浸在液体中的体积越大，所受到的浮力越大。 ② 探究浮力与物体浸没后深度的关系（ACD）：浮力的大小与物体浸没在同种液体中的深度无关。 ③ 探究浮力与液体密度的关系（ACE）：物体排开液体体积一定时，液体密度越大，浮力越大。 物体在液体中所受的浮力大小，跟它浸在液体中的体积有关，跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大，物体所受浮力就越大。 情景问题一： 同样是金属材质，为什么一块金属放入水中会立刻下沉，而把这块金属做成空心的金属盒子就能漂浮在水面上呢？它们的材质相同，重量可能也相差不大，可浮力表现却截然不同，浮力的大小到底和什么因素有关呢？接下来，让我们一起深入探究浮力的奥秘。 【角度1】探究浮力的大小跟哪些因素有关 【典例1】在“探究影响浮力大小的因素”实验中，同学们根据生活经验，提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想： ①与物体浸入液体的深度有关 ②与物体排开液体的体积有关 ③与液体的密度有关 (1)进行探究时，实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。当物体P浸没在水中时所受浮力大小为 N； (2)分析a、c、d三次实验，可知浮力大小与物体浸入液体的深度 （选填“有关”或“无关”）； (3)分析a、b、c三次实验，可知浮力大小与 有关； (4)分析 三次实验，可知浮力大小与液体的密度有关。 【变式1-1】在探究“影响浮力的大小与哪些因素”有关的实验中，小明进行了如下猜想： 猜想1：浮力的大小可能跟液体的密度有关； 猜想2：浮力的大小可能跟物体的重力有关； 猜想3：浮力的大小可能跟排开液体的体积有关； 猜想4：浮力的大小可能跟物体浸没的深度有关。 为了验证以上猜想是否正确，小明做了如图所示的一系列实验，请你完成以下问题： (1)铜块浸没在盐水中时受到的浮力是 N； (2)由图 三次实验可以验证猜想1； (3)为了验证猜想2，实验中铜块和铝块的体积应 （选填“相同”或“不同”），通过比较图 四次实验得出的结论是物体所受的浮力大小跟物体的重力 （选填“有关”或“无关”）； (4)由图①③④三次实验可以验证猜想3是 （选填“正确”或“错误”）的； (5)铜块的位置从④→⑤的过程中，铜块受到的浮力 ，可以验证猜想 是错误的。 【变式1-2】下图所示是探究“影响浮力大小的因素”的一些实验操作步骤。请你针对某一个探究因素，从中选择相应的实验操作步骤，并根据弹簧测力计的示数，说明你的探究结论。 (1)若要探究浮力大小与液体深度的关系，相应的实验操作步骤是图（a）（c）和 （选填图中的符号），可得出初步结论：浸没在液体中的物体受到的浮力大小与液体深度 （选填“有”或“无”）关。 (2)若要探究浮力大小与液体密度是否有关，相应的实验操作步骤是图 （选填图中的符号），可得出初步结论：浸没在液体中的物体受到的浮力大小 。 (3)小组同学想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”，他们找来易拉罐、烧杯和水进行实验，实验步骤如下： 步骤一：将易拉锯开口向上放入盛水的烧杯中，它漂浮在水面上； 步骤二：将易拉罐捏瘪再放入水中，捏德的易拉罐下沉至杯底。 （ⅰ）通过分析可知：步骤一时易拉罐受到的浮力 步骤二时易拉罐捏瘪时受到的浮力（选填“大于”、“等于”或“小于”）； （ⅱ）于是小组同学得出结论：物体受到的浮力与形状有关。 请分析他们得出错误结论的原因： 。 【基础强化】 1．小明利用如图所示的装置探究浮力大小与哪些因素有关。 (1)其中弹簧测力计是测量 （选填“质量”或“力”）大小的仪器；如图所示，弹簧测力计的读数是 N； (2)本实验采用了 法，其中图A、B是为了验证，当液体密度相同时，物体排开液体的体积越大，所受浮力 ；图B、C是为了验证，浸没在同种液体中的物体受到浮力大小与浸入液体中的 无关；图C、D是为了验证物体排开液体体积一定时，液体密度越大，浮力 。 2．如图所示，是探究“浮力的大小跟哪些因素有关”实验过程中弹簧测力计的示数。则： (1)由甲图可知，金属块受到的重力是 N， 当它浸没在水中时受浮力是 N； (2)金属块从乙图到丙图的位置变化过程中，弹簧测力计的示数减小，说明金属块受到浮力 （选填“变大”“变小”或“不变”），分析两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与 有关； (3)分析丙、丁两图实验数据可得：浮力大小跟物体浸没在水中的深度 （选填“有关”或“无关”）； (4)分析 两图可知，浮力大小跟液体密度有关，当物体浸入液体中的体积相同时，液体的密度越大，物体所受浮力越大。 3．小霞同学按照如图所示的操作，探究影响浮力大小的因素。 (1)金属块完全浸没在水中时，受到的浮力是 N； (2)观察A、B、C三幅图，可得出金属块受到的浮力大小与 有关； (3)观察A、C、D三幅图，可得出的结论是 ； (4)根据本实验数据可计算得出该金属块的密度是 kg/m3； (5)观察A、C、E三幅图，可得水的密度和液体密度的关系是水 液体（选填“大于”“小于”或“等于”） 4．如图所示小明进行了“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验。 (1)如图A所示，用调节好的弹簧测力计测出合金块在空气中的重力为 N； (2)对比图A、B、C可以得出：浮力的大小与排开液体的 有关；对比图A、D、E可以得出：浮力的大小与 有关； (3)图E中盐水的密度为 kg/m3。（g取10N/kg） 【素养提升】 1．如图所示是小丽探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验装置。（水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，g取10 N/kg） (1)比较A、B、C三次实验，可以探究浮力与 的关系； (2)比较A、D和 三次实验，可以探究浮力与液体密度的关系，为了得到普遍规律，她接下来的实验操作是 ； (3)实验中由于手臂的晃动会导致测力计示数不稳定，不方便读数，请你写出一种改进措施： 。 2．小宇和小明在老师的指导下，对浮力大小与哪些因素有关进行了实验探究。 猜想1：浮力的大小可能与液体的密度有关 猜想2：浮力的大小可能与液体的重力有关 猜想3：浮力的大小可能与排开液体的体积有关 猜想4：浮力的大小可能与物体的形状有关 (1)如图甲所示，小宇在家里利用身边的物品做实验，他用手把饮料罐按入水中，水面上升的越高，人会感到越吃力，这个事实可以支持猜想 （填序号）： (2)他们为了猜想1和猜想2，选用了体积相同，重力不同的三个圆柱形物体A、B、C，并测出了它们的重力分别是4N、4.5N和5N，然后进行了如图所示的实验。 物体A浸没在水中时所受浮力为 N，比较图中序号为a、b、c的三次实验，得出的结论是：浮力的大小与物体的重力 （填“有关”或“无关”）； (3)比较图中序号为 的三次实验可以得出初步结论：浮力的大小与液体的密度有关，液体的密度越大，物体所受浮力也 ； (4)为了研究猜想4，小明将同一块橡皮泥依次捏成圆锥体和圆柱体分别进行实验，实验现象如图所示，根据此实验现象，小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关，小宇认为小明的结论不可靠，主要原因是 。 3．在“探究浮力的大小与什么因素有关”的实验中，小明和同学们做了如图所示的一系列实验，实验中的铜块与铝块的体积相同。 (1)做①③④三次实验是为了探究浮力的大小与 的关系，得出的结论：在液体密度相同时，物体浸在液体中的体积越大，物体受到的浮力越大。 (2)分析 三次的实验数据可知，浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。 (3)做①④和②⑥四次实验是为了探究浮力的大小与物体重力的关系，得出的结论：物体受到浮力的大小与物体的重力 。 (4)做 三次实验可探究浮力的大小与液体密度的关系，得出的结论：当物体浸在液体中的体积一定时，液体的密度越大， 。 (5)实验中主要采用的探究方法是 。 结合上例探究以下问题： (6)实验中，从铜块的底面接触水面开始，到铜块浸没，直至浸没到更深的位置，图中能表示此过程铜块所受浮力F与浸入水中深度h关系的图象是图 。 4．某同学探究影响浮力大小的因素，其操作如图所示。 (1)图B中，物体受到的重力是 N，浮力是 N； (2)由B、C两图，该同学得出结论：物体受到的浮力随浸入液体深度的增大而增大。分析可知，这一结论是错误的，原因是在分析浮力大小与浸入液体深度的关系时，没有控制 保持不变； (3)由E、F两图可得出结论：物体受到的浮力大小与液体的 有关；由实验可知 （“水”或“液体b”）的密度大。 (4)请结合液体压强知识，物体由图D所示的位置下移到图E所示的位置的过程中，其上下表面受到的液体压强差 （选填“增大”“减小”或“不变”）。 5．在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中，用弹簧测力计挂着一实心物块，以图A、B、C、D、E分别为实验情景。 (1)物块的重力为 N，浸没在水中时受到的浮力是 N； (2)由图A、B、C可得出结论：物体所受浮力的大小与 有关； (3)由图A、D、E可得出结论：物体所受浮力的大小与 有关； (4)由两个实验操作 （填实验字母序号）可知，浮力大小与物体浸没液体中的深度无关； (5)根据数据计算物块的体积是多少？盐水的密度是多少？（写出必要的文字说明、表达式及最后结果。g取10N/kg） 6．如图所示，为小明设计的“探究浮力的大小跟哪些因素有关”实验，A、B是两个体积相同的实心圆柱体，弹簧测力计示数已经标出。 (1)比较实验①②，可知A、B两个圆柱体的质量 （选填“相同”或“不同”）； (2)比较实验①③④，可知物体受到的浮力大小与排开液体的体积 （选填“有关”或“无关”）。比较实验②⑥ （选填序号），可知物体所受浮力大小与液体的密度有关。比较实验①④⑤，可知物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度 （选填“有关”或“无关”）。比较实验①②⑤⑥，可知物体所受浮力大小与物体的密度 （选填“有关”或“无关”）； (3)分析图中数据，可知A物体浸没在水中时所受到的浮力为 N。 7．如图甲所示，某实验小组利用实心圆柱金属块探究“浮力的大小跟哪些因素有关”。 (1)金属块的重力是 N； (2)比较实验步骤①④⑤可知，浮力大小与 有关； (3)当金属块从接触水面到浸没于水中，直至更深位置（未触底），在图乙中能表示此过程金属块所受浮力F与浸入水中深度关系的图像是 （选填“a”或“b”）； (4)如果在实验中不小心使金属块碰到容器底，且与容器底有力的作用，则测出的浮力将偏 ； (5)进一步学习了阿基米德原理之后，利用图甲中的测量数据，还可以计算出其他一些物理量（水的密度已知）。下列物理量中不能计算出的是______。（选填字母） A．金属块的体积 B．金属块的密度 C．盐水的体积 D．盐水的密度 / 学科网（北京）股份有限公司 $$