第二节 探究:浮力大小与哪些因素有关(高效培优讲义)物理沪科版2024八年级全一册
2025-08-19
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2份
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42页
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精品
资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理沪科版八年级全一册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第二节 探究:浮力大小与哪些因素有关 |
| 类型 | 教案-讲义 |
| 知识点 | 浮力基础,阿基米德原理,物体的浮沉条件,浮力的应用 |
| 使用场景 | 同步教学-新授课 |
| 学年 | 2025-2026 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 3.52 MB |
| 发布时间 | 2025-08-19 |
| 更新时间 | 2025-08-19 |
| 作者 | 追梦者试卷达人✰ |
| 品牌系列 | 学科专项·举一反三 |
| 审核时间 | 2025-08-19 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/53523174.html |
| 价格 | 4.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
内容正文:
第2节 探究:浮力大小与哪些因素有关
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 探究浮力大小与哪些因素有关 1
题型2 称重法计算浮力 6
【能力培优练】 8
【链接中考】 25
【重难题型讲解】
题型1 探究:浮力大小与哪些因素有关
实验:探究浮力的大小跟哪些因素有关
(1)实验方法:控制变量法
(2)实验器材:弹簧测力计、烧杯、水槽、圆柱体组、水、酒精、浓盐水
(3)进行实验:
<1>探究浮力与物体浸没后的深度的关系
①用弹簧测力计测量出物体的重力G;
②将物体逐渐浸入水中,读出弹簧测力计的示数;
③改变物体在水中的深度,读出弹簧测力计的示数;
④比较弹簧测力计示数的变化情况。
结论:浮力大小与物体浸没水中后的深度无关。
<2>探究浮力与物体浸在液体中的体积的关系:
①用弹簧测力计测量出物体的重力G;
②将物体部分浸入在水中,读出弹簧测力计的示数;
③把物体浸在水中体积再大一些,读出弹簧测力计的示数;
④把物体浸没水中,读出弹簧测力计的示数。
结论:在同一液体中,物体浸在液体中的体积越大,浮力越大。
<3>浮力与液体密度的关系
①用弹簧测力计测量出物体的重力G;
②将石块分别浸没在酒精、水和盐水中,读出弹簧测力计的示数;
③比较两次弹簧测力计示数的变化情况。
结论:物体排开液体体积一定时,液体密度越大,浮力越大。
总结影响浮力大小的因素: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。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。而与浸没在液体中的深度无关。
【典例1-1】小明在探究“影响浮力大小的因素”时,做了如图所示的实验。分析比较图中有关数据可知:
(1)当物体浸没在水中时,受到的浮力为 N;
(2)当物体逐渐浸入盐水中,受到的浮力为 N;
(3)比较b、c两图,可以得出 越大,物体受到的浮力越大;
(4)比较 两图可知,物体所受浮力的大小与液体密度有关。
【答案】 、 1 1.2 物体排开液体的体积 (c)、(d)
【详解】(1)[1] 由a图知,物体的重力
G=4N
由图c知,物体完全浸没在水中受到的拉力为3N,所以物体浸没在水中时,受到的浮力为
F浮=G﹣F=4N﹣3N=1N
(2)[2] 由a图知,物体的重力
G=4N
由图d知,物体完全浸没在盐水中受到的拉力为2.8N,所以物体浸没在盐水中时,受到的浮力为
F浮′=G﹣F′=4N﹣2.8N=1.2N
(3)[3] (b)、(c)两图,液体的密度相同,物体排开液体的体积不同,物体排开液体的体积越大,测力计的示数越小,可得物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大。
(4)[4] 比较(c)、(d)两图可知,,物体都是完全浸没,排开液体的体积相同,液体的密度不同,测力计的示数不同,可得物体所受浮力的大小与液体密度有关。
【典例1-2】小丽用装有沙子的柱形带盖塑料瓶“探究浮力的大小跟哪些因素有关”。
(1)小丽列举了以下三个常识,做出了三个猜想,其中符合常识2的是猜想 (填序号)。
常识
猜想
常识1:空玻璃瓶会漂浮在水面上,装满水的玻璃瓶会沉入水底。
常识2:轮船从江里驶入海里,船身会上浮一些。
常识3:人在水中越往深处走,觉得身体越来越轻。
猜想1:浮力大小与液体的密度有关。
猜想2:浮力大小与物体排开液体的体积或深度有关。
猜想3:浮力大小与物体的质量有关。
(2)为了验证上述猜想是否正确,依次做了以下实验,如图所示。
A.B.C.D.E.
①装有沙子的塑料瓶挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计的示数如图A,则装沙子的塑料瓶重 N;
②通过A、B实验两图的实验数据,可知在B图状态下,物体所受浮力大小是 N;
③通过A、B、C实验步骤, (选填“能”或“不能”)得出浮力大小与物体浸入液体的深度是否有关,原因是 ;
④通过A、B、C实验步骤,可以得出浮力的大小跟浸入液体体积有关的前提是确定了浮力大小与 无关;
⑤通过A、C、E实验步骤,可探究物体所受浮力大小与 的关系。
【答案】 1 4 1 没有控制物体排开液体的体积一定 不能 物体浸入液体的深度 液体密度
【详解】
(1)[1]轮船从江里驶入海里,船身会上浮一些,轮船排开液体的体积发生变化是因为液体的密度发生改变;所以小丽列举了以下三个常识,做出了三个猜想,符合常识2“轮船从江里驶入海里,船身会上浮一些”的是猜想1:浮力大小与液体密度有关。
(2)①[2]装有沙子的塑料瓶挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计的示数如图A,该弹簧测力计的分度值为0.2N,则读数为4N。
②[3]在B图状态下,弹簧测力计的示数为3N,根据称重法可知物体所受浮力大小是
F浮=G-F'=4N-3N=1N
③[4][5]通过A、B、C实验步骤,没有控制物体排开液体的体积一定,根据控制变量法可知不能得出浮力大小与物体浸入液体的深度是否有关。
④[6]探究浮力的大小跟浸入液体体积有关,要先确定浮力大小与物体浸入液体的深度无关。
⑤[7]根据称重法分析A、C、E实验步骤可知物体浸入液体的体积相同时,物体在不同液体中受到的浮力不同,可探究物体所受浮力大小与液体密度的关系。
跟踪训练1某同学在“探究浮力的大小和液体密度的关系”的实验中,进行了如下的操作,其中实验顺序正确的是( )
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④
【答案】D
【详解】实验时,采用称重法来测出物体受到的浮力,所以要先测出物体的重力,第一步为①;探究浮力的大小和液体密度的关系,应控制其它条件相同,只改变物体浸入的液体的密度不同,所以,应进行步骤③④,这两步顺序不分先后,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
跟踪训练2将一个密闭的易拉罐放在装有水的深桶中,如图所示,用手慢慢把它竖直压入水中,体会手的感受;易拉罐全部没入水中后,继续把它压向桶底,体会手的感受,根据活动中的感受和观察到的现象判断下列说法正确的是( )
A.浮力的大小与物体的体积有关
B.浮力的大小与液体密度有关
C.浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关
D.浮力的大小与物体浸入液体的深度有关
【答案】C
【详解】用手慢慢把它竖直压入水中,易拉罐浸在液体中的体积变大,即排开液体的体积变大,易拉罐受到的浮力变大,因此越往下压,手感觉需要的力会越大;易拉罐全部没入水中后,继续把它压向桶底,感觉手施加的力不变;
AB.实验过程中,物体的体积、液体的密度不变,因此无法探究浮力的大小与物体的体积、液体的密度之间的关系,故AB错误;
C.易拉罐未浸没之前,随物体浸在液体中的体积变大,需要施加的力变大,因此说明浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关,故C正确;
D.当物体浸没后,继续向下按压物体,所需要的力不变,说明浮力的大小与物体浸入液体的深度无关,故D错误。
故选C。
题型2 称重法计算浮力
【典例2-1】一实心铜块挂在弹簧测力计上,在空气中称时,弹簧测力计的示数是4.8N,把它一半浸入水中称时,弹簧测力计的示数为2.6N,则铜块全部浸入水中受到的浮力是 牛,方向 。两个物体分别挂在两个完全相同的弹簧测力计下,将它们同时浸没在同一杯水中,两个弹簧测力计的示数减小值相同,那么这两个物体必有相同的 (填物理量)。
【答案】 4.4 竖直向上 体积
【详解】[1][2]弹簧测力计在空气中的示数就是物体所受重力的大小,所以物体的重力为4.8N,根据称重法得铜块的一半浸入水中时受到的浮力
则铜块全部浸入水中受到的浮力是铜块的一半浸入水中时受到的浮力的两倍,即为4.4N,浮力的方向始终竖直向上。
[3]浮力大小与液体的密度、排开液体的体积有关。两个物体分别挂在两个完全相同的弹簧测力计下,将它们同时浸没在同一杯水中,两个弹簧测力计的示数减小值相同,说明两个物体受到的浮力大小相等,液体的密度相等,则两个物体浸没在水中时,排开液体的体积相等,那么这两个物体的体积相等。
【典例2-2】弹簧测力计下吊着质量为1.5kg的正方体金属块,当它完全浸没在水中时,弹簧秤的示数为10N,则金属块受到浮力为 N。若金属块上表面所受水的压力为20N,则金属块下表面所受水的压力为 N。
【答案】 5 25
【详解】[1]由G=mg可知,金属块受到的重力为
根据称量法可知,金属块受到的浮力的为
[2]浮力产生的原因是物体上下表面的压力不同,即浮力等于上下表面的压力差,所以金属块下表面所受水的压力为
跟踪训练1一个重10N的物体,浸没在水中静止时所受的浮力为4N,上表面受到水的压力为3N,则下表面受到水的压力为 N;将该物体悬挂在弹簧测力计下并浸没在酒精(ρ酒精<ρ水)中静止(未触底)时,弹簧测力计的示数 (选填“大于”“小于”或“等于”)6N。
【答案】 7 大于
【详解】[1]已知物体浸没在水中所受的浮力,且,因,所以其下表面受到的水的压力为
[2]物体所受的浮力与物体浸在液体的体积和液体的密度有关,当浸在液体中的体积相同时,液体密度越小,物体受到的浮力越小。由于酒精密度小于水的密度,物体浸在酒精中受到的浮力小于在水中的浮力,在酒精中的浮力小于4N,所以弹簧测力计的示数大于6N。
跟踪训练2重为10牛的正方体物块,用细线挂在弹簧测力计下浸没在水中时,测力计的示数为6牛,则物块所受浮力的大小为 牛,若物块上表面距水面的深度为0.1米,则它的上表面受到水的压强为 帕,增大物块浸没的深度,它所受浮力的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【答案】 4 1000 不变
【详解】[1]物块所受浮力的大小为
F浮=G-F拉=10N-6N=4N
[2]若物块上表面距水面的深度为0.1米,则它的上表面受到水的压强为
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg× 0.1m=1000Pa
[3]浮力的大小只与液体的密度和物体排开液体的体积有关,与浓度无关,增大物块浸没的深度,它所受浮力的大小将不变。
【能力培优练】
1.在物理课堂上同学们做了如图甲所示的小实验,在水桶中装大半桶水,用手把空的饮料罐逐渐按入水中,在这个过程中同学们都有越来越费劲的感觉,同时观察到水面越来越高。由此同学们猜想浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。同学们为验证猜想做了如图乙所示的实验,请你从中选出能验证猜想的操作是( )
A.①②③ B.②③④
C.③④ D.①②
【答案】A
【详解】实验需要验证的猜想是:浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。
要验证浮力大小与物体排开液体的体积的关系,根据控制变量的思想,应控制液体的密度相同,而使物体排开液体的体积不同,图乙中①②③次实验,符合要求,从测力计的示数变化可得出浮力的大小关系,从而得出浮力与排开液体的体积的关系。故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
2.弹簧测力计是本学期物理实验中用得最多的测量工具。而用其测量力的大小时,有时需要在弹簧测力计静止时读数,有时需要在匀速直线运动过程中读数。下列四个实验中,是在匀速直线运动过程中读数的是( )
A.用弹簧测力计测量物体重力的大小 B.用弹簧测力计测量浮力的大小
C.用弹簧测力计测量滑动摩擦力的大小 D.用弹簧测力计测量两个力的合力大小
【答案】C
【详解】A.测量物体重力时,需要保持静止,让物体所受的重力与弹簧测力计的拉力是一对平衡力,故A不符合题意;
B.用测力计测量浮力时,需要测量物体的重力,再测量物体浸入液体中测力计的示数,据称重法,求得浮力,所以测力计需要处于静止,故B不符合题意;
C.测量滑动摩擦力大小时,需要让测力计匀速拉动物体,物体在水平方向上所受的滑动摩擦力与拉力是一对平衡力,故C符合题意;
D.用测力计测量两个力的合力大小时,需要保持物体处于静止状态,故D不符合题意。
故选C。
3.有一个铜块挂在弹簧测力计上,当铜块全部浸没水中时,弹簧测力计的读数是( )
A.铜块所受的重力
B.铜块所受浮力
C.铜块所受重力与浮力之差
D.以上所述均不正确
【答案】C
【详解】当铜块全部浸没水中时,对铜块受力分析可知,铜块受到弹簧对它的竖直向上的拉力F拉,水对它的竖直向上的浮力F浮;地球对它的竖直向下的重力G,此时铜块静止,根据力的平衡知识可知
F拉+F浮=G
所以
F拉=G-F浮
故选C。
4.如图所示,将小石块挂在弹簧测力计下如图甲,再浸没入水中(石块没有碰到烧杯底部)如图乙,静止时测力计示数分别是4N和3N,下列说法错误的是( )
A.石块的重力力是4N B.水对石块的浮力是3N
C.水对石块的浮力是1N D.图乙中,石块受的力有重力、拉力和浮力
【答案】B
【详解】由图甲及二力平衡的条件可知,石块的重力大小等于弹簧测力计的示数,为4N,而图乙中,石块受到水的浮力、弹簧测力计的拉力和自身的重力,则由力的平衡条件可得水对石块的浮力为F浮=G-F拉=4N-3N=1N,故ACD正确,不符合题意,B错误,符合题意。
故选B。
5.用弹簧测力计在空气中称一个物体的重力,读数是9 N,那么物体的实际重 ( )
A.略大于9 N B.略小于9 N
C.可能等于9 N D.一定等于9 N
【答案】A
【详解】根据阿基米德原理,浸在液体(或气体)中的物体,受到竖直向上的浮力.用弹簧测力计在空气中称一个物体的重力,读数是9 N,根据弹簧测力计称量法可知:物体在空气中的浮力为:F浮=G-F。所以物体的实际重力略大于9N,故A符合题意,选项BCD不符合题意。
故选A。
6.如图所示,水平放置的圆柱形容器内装有重为的液体,重为的实心铁块用细线拴着浸没在液体中,受到的浮力为,则细绳所受的拉力和容器底部所受液体的压力分别为( )
A. B.
C. D.
【答案】C
【详解】细绳所受的拉力等于物体的重力与所受的浮力之差,即细绳所受的拉力
容器底部所受液体的压力就等于液体的重力与物体所受的浮力之和,即
故C符合题意,ABD不符合题意。
故选C。
7.用一个很薄的塑料袋装满水,将袋口扎紧(袋内不留空气)后挂在已调零的弹簧测力计上,稳定后,弹簧测力计的示数是4N,如图所示,若使该装满水的塑料袋全部浸没在水中。弹簧测力计的示数将接近于( )
A.0N B.2N C.3N D.4N
【答案】A
【详解】在一个很薄的塑料袋里装满水,则塑料袋的体积及重力忽略不计,将塑料袋浸没在水中,排开水的体积等于塑料袋内水的体积,根据
可得
根据阿基米德原理可得
所以
则弹簧测力计的示数将接近
故A符合题意,BCD不符合题意。
故选A。
8.小明用小石块和弹簧测力计做实验,如图所示。下列说法正确的是( )
A.测力计的分度值是 B.石块所受的重力为
C.石块受到的浮力为 D.放入石块后杯底受液体的压强不变
【答案】C
【详解】A.观察弹簧测力计,我们可以看到其刻度盘上相邻两个刻度之间的数值差,即分度值。从图中可以看出,分度值为0.2N,而不是0.1N,故A错误;
B.石块在空气中的重力可以通过弹簧测力计的示数直接读出。从图中我们可以看到,此时弹簧测力计的示数为3.8N,所以石块所受的重力为3.8N,故B错误;
C.当石块完全浸没在水中时,弹簧测力计的示数会减小,这个减小的值就是石块受到的浮力。根据浮力公式,浮力
F浮=G−F示其中G是石块的重力,F示是石块浸没在水中时弹簧测力计的示数。从图中我们可以看到,此时弹簧测力计的示数为2.6N,所以石块受到的浮力
F浮=3.8N−2.6N=1.2N故C正确;
D.当石块放入水中后,由于石块排开了一定体积的水,所以水的液面会上升。根据液体压强的公式p=ρgh,我们可以知道,在液体密度和重力加速度不变的情况下,液体深度h的增加会导致液体压强的增大。因此,放入石块后杯底受液体的压强会变大,故D错误。
故选C。
9.某地在江面上修建一座大桥,如图甲是使用吊车向江底投放长方形石料的示意图,在整个投放过程中,石料以恒定速度下降。乙是钢绳的拉力F随时间t变化的图像(从开始投放到石料刚好接触湖底前)。时刻吊车开始下放石料,忽略水的摩擦阻力。则下列说法正确的是( )
①石料在时开始浸入水中
②石料在时开始浸入水中
③石料的重力是
④石料完全浸没水后钢绳的拉力为
⑤石料受到的最大浮力是
A.只有②③④正确 B.只有②④正确
C.只有①③④⑤正确 D.只有①④⑤正确
【答案】C
【详解】①②.由图乙可知,在20s~30s,钢绳的拉力逐渐减小,说明石料逐渐浸入水中,所以石料在t=20s时开始浸入水中,故①正确,②错误;
③.在0~20s,钢绳的拉力不变,此时石料在水面以上,则石料的重力
G=F1=1400N
故③正确;
④.由图乙可知,在30s~120s,石料完全浸没在水中,此时钢丝绳的拉力为900N,故④正确;
⑤.当石料完全浸没在水中,受到的浮力最大,根据称重法可得,受到的最大浮力为
故⑤正确。
故选C。
10.在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,一实验小组的同学先对弹簧测力计进行调零,然后用调好的弹簧测力计测出物体(物体不吸水)受到的重力,再将物体缓慢浸入液体中不同深度,实验步骤如图A、B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),弹簧测力计的示数如图所示。
(1)实验用的物体重 N,物体在图C所受浮力大小是 N。
(2)对比图A、B、C、D可以初步得出结论:物体在液体中所受浮力的大小,与它 有关;
(3)进一步对比图A、B、C、D可以看出,物体逐渐浸入水中直至浸没的过程中,物体所受的浮力一直在变化,这能否说明物体在液体中所受浮力的大小,与物体浸入液体中的深度有关?写出你的观点及理由。
①观点: ;(选填“能”或“不能”)
②理由: ;
(4)综合实验步骤可知,步骤F中液体密度ρ液体= kg/m3;(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(5)实验交流时,有同学猜想:“浸没在液体中的固体所受的浮力可能跟固体的形状有关”,为验证猜想实验小组用橡皮泥(不吸水)代替了物体,设计实验方案如下:
①用细线拴上橡皮泥,悬挂在弹簧测力计下,使橡皮泥缓慢地 ,读出测力计的示数F1;
② ,重复上述步骤,读出测力计的示数F2;
③比较F1和F2的大小,若F1 F2(选填“大于”、“等于”或“小于”),说明浸没在液体中的固体所受的浮力跟固体的形状无关。
【答案】(1) 2.7 0.6
(2)排开液体的体积
(3) 不能 没有控制物体排开液体的体积不变
(4)
(5) 浸没在水中 改变橡皮泥的形状 等于
【详解】(1)[1]由图A得,测力计的分度值为0.1N,示数为2.7N,此时物体在重力与测力计拉力的作用下处于平衡状态,重力与测力计拉力是一对平衡力,大小相等,则物体重
[2]物体在图C所受浮力大小是
(2)对比图A、B、C、D可得,物体排开水的体积越大,测力计的示数越小,物体的重力不变,由二次称重法得,物体受到的浮力越大,由此可初步得出结论:物体在液体中所受浮力的大小,与它排开液体的体积有关。
(3)[1][2]B、C、D中物体浸入液体中的深度改变,物体排开液体的体积也改变,没有控制物体排开液体的体积不变,不能说明物体在液体中所受浮力的大小与物体浸入液体中的深度有关。
(4)由AE得,物块完全浸没在水中所受的浮力为
物块浸没在液体中,排开液体的体积等于物块的体积, 由得,物块的体积
由AF得,物体浸没在液体中受到的浮力为
由得,液体的密度为
(5)[1][2][3]要探究“浸没在液体中的固体所受的浮力可能跟固体的形状有关”,要控制其他条件相同,只改变固体的形状,测出不同形状固体的浮力大小。
①用细线拴上橡皮泥,悬挂在弹簧测力计下,使橡皮泥缓慢地浸没在水中,读出测力计的示数F1;
②改变橡皮泥的形状,重复上述步骤,读出测力计的示数F2;
③比较F1和F2的大小,若F1等于F2,由于橡皮泥的重力不变,浸没在水中拉力不变,由得,橡皮泥受到的浮力不变,说明浸没在液体中的固体所受的浮力跟固体的形状无关。
11.实验小组利用下图器材完成“探究影响浮力大小的因素”的实验:
(1)比较图甲、乙可知:乙图中物块受到的浮力大小为 N;若先完成图乙实验,再完成图甲实验,则测得的浮力将 (选填“偏大”或“偏小”);
(2)比较图甲、丙和丁可知,浮力大小与 有关;
(3)已知水的密度是,g取,由图中所测数据可算出物块的体积是 ,物块的密度是 ;
(4)若实验过程中弹簧测力计未调零,则 测量两种液体中物块所受的浮力; 物块密度的计算结果。(选填“影响”或“不影响”)
(5)向丁图烧杯中缓慢加入50g水,水未溢出。则弹簧测力计的示数 ,容器底所受液体的压强 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
【答案】(1) 1 偏大
(2)液体密度
(3)
(4) 不影响 影响
(5) 变大 变大
【详解】(1)[1]甲图中,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3N,则物块的重力,乙图测力计示数,乙图中物块受到的浮力大小为
[2]若先完成图乙实验,再完成图甲实验,由于物块会沾水,导致测得的重力偏大,由称重法可知,导致测得的浮力将偏大。
(2)丙丁两图物块排开液体体积相同,测力计示数不同,由称重法可知,物块受到的浮力不同,说明浮力大小与液体密度有关。
(3)[1]物块浸没水中所受浮力
由得,物块的体积
[2]物块的质量
物块的密度
(4)[1]若实验过程中弹簧测力计未调零,求浮力时用测力计两次示数的差,所以不影响测量两种液体中物块所受的浮力。
[2]测力计未调零,不影响测量浮力的结果,由阿基米德原理可知,不影响体积的计算结果,但物块的重力受影响,则物块的质量受影响,所以会影响物块密度的计算结果。
(5)[1]向丁图烧杯中缓慢加入50g水,水未溢出。物块排开液体体积不变,液体密度减小,根据可知,浮力会减小,则弹簧测力计的示数变大。
[2]容器中液体重力增大,液体对容器底部压力增大,受力面积不变,容器底所受液体的压强变大。
12.在“探究影响浮力大小的因素”实验中,小宁根据生活经验,提出了有关猜想:
猜想1:浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
猜想2:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想3:浮力大小与液体的密度有关。
(1)如图1所示,用手把空饮料罐按入水中,在饮料罐未完全浸入水中时,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想 (选填序号);
(2)比较图2中甲、乙可知:乙图中圆柱体受到的浮力的大小为 N;若先完成图乙实验,再完成图甲实验,则测得的浮力将 (选填“偏大”或“偏小”);
(3)比较图2中 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:液体的密度越大,物体浸没时所受的浮力越 (选填“大”或“小”);
(4)小宁在实验过程中将物体逐渐浸入水中,缓慢地增大物体浸没在水中的深度。下列能正确反映物体所受浮力F浮与其下表面浸入液体中的深度h的关系图像是___________(填字母);
A.B. C. D.
【答案】(1)2
(2) 1 偏大
(3) 甲、丙、丁 大
(4)D
【详解】(1)用手把饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,它排开水的体积越大,而手会感到越吃力,说明饮料罐受到的浮力越大,可以证明浮力大小与物体排开液体体积有关,即验证猜想2。
(2)[1]由图甲可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3.2N,则圆柱体所受重力为G=3.2N,由图乙可知,弹簧测力计的示数为2.2N,由称重法可知,圆柱体在图乙中所受浮力大小为
[2]若先完成图乙实验,再完成图甲实验,由于物体上沾上了水,使得测量的圆柱体的重力变大,由称重法可知,测得的浮力将偏大。
(3)[1]研究浮力大小与液体密度有关,要控制圆柱体排开液体的体积相同,液体的密度不同,所以可以比较序号甲、丙、丁三次实验。
[2]甲、丙、丁三次实验中,圆柱体排开液体的体积相同,,盐水中测力计示数最小,由称重法知道,圆柱体在盐水中受到的浮力最大,所以进一步分析可知:液体的密度越大,物体浸没时所受的浮力越大。
(4)将物体逐渐浸入水中,缓慢地增大物体在水中的深度,在物体浸没前,随深度的变大,排开液体的体积变大,受到浮力变大,浸没后,排开液体的体积不变,受到的浮力不变,如图A、B、C、D所示,能正确反映物体所受浮力F浮和物体下表面深度h关系的图像是D,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
13.在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,实验小组的同学们根据生活经验讨论交流后提出了猜想。
猜想一:浮力的大小与物体的密度有关。
猜想二:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关。
猜想三:浮力的大小与液体的密度有关。
猜想四:浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(1)请你写出一个支持猜想四的生活现象: (合理即可)。
(2)同学们进行了如图所示的操作,实验步骤A所示弹簧测力计的示数为 ;用弹簧测力计挂着铜块,将其缓慢地浸入液体中的不同深度处,实验步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将对应的弹簧测力计的示数记录在表中。
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计的示数
2.6
2.5
2.4
2.4
2.3
(3)实验步骤D中,铜块所受浮力为 。
(4)分析实验步骤A、D、E可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”)。
(5)分析实验步骤A、B、C、D可知,浮力的大小与 有关。
(6)分析实验步骤 可知,当物体排开液体的体积一定时,液体的 越大,浮力越大。
(7)根据表格中的数据,可知实验中所用铜块的密度是 。()
【答案】(1)见解析
(2)2.7
(3)0.3
(4)无关
(5)物体排开液体的体积
(6) A、E、F 密度
(7)
【详解】(1)人从浅水区走向深水区时,人排开水的体积越来越大,感觉到越来越轻,说明受到的浮力越来越大,可能浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(2)由图A可知,弹簧测力计的分度值是0.2N,弹簧测力计的示数是2.7N。
(3)实验步骤D中,铜块所受浮力为F浮=G-FD=2.7N-2.4N=0.3N
(4)分析实验步骤A、D、E可知,物体全部浸入液体中,深度不同,弹簧测力计的示数相等,由称重法可知浮力相等,说明浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(5)分析实验步骤A、B、C、D可知,同种液体,物体排开水的体积不同,弹簧测力计的示数不同,由称重法可知浮力大小不同,说明浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(6)[1][2]分析A、E、F三次实验可知,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,且液体的密度越大,弹簧测力计的示数越小,由称重法可知,浮力越大,所以可以得出结论:在物体排开液体的体积一定时,液体密度越大,物体受到的浮力越大。
(7)铜块全部浸入水中,铜块的体积
铜块的密度
14.在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)弹簧测力计应在 方向上调零;
(2)如图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6cm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A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h,根据实验数据,在图乙中画出物块所受浮力随h变化的图像 ;
(3)分析图像可知:浸没后,h增加, ;
(4)若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的随h变化的图像 (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 。
【答案】(1)竖直
(2)
(3)不变
(4)不同
(5)不同密度的液体
【详解】(1)弹簧测力计使用前要在所测力的方向上调零,实验中所测重力和拉力都是竖直方向上的力,则也要竖直方向上调零。
(2)根据称重法可求得分别为2cm、4cm、6cm、8cm、10cm时,受到的浮力分别为0.2N、0.4N、0.6N、0.6N、0.6N,据此在图乙中描点连线画出物块所受浮力随h变化的图像如下:
(3)由(2)中物块所受浮力随h变化的图像可知:浸没前,h增加,变大;浸没后,h增加,保持不变。
(4)若把此物块捏成高为6cm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,所以重复上述实验,两次实验所得的随h变化的图像是不同的。
(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。
15.小明在观看跳水比赛时发现运动员入水后,运动速度迅速减小,这引起了他的思考:是什么力改变了运动员的速度呢?与同学讨论后,大家都认为除运动员所受的浮力外,水对运动员的阻力也改变了他的速度。那么运动物体所受水的阻力大小与哪些因素有关呢?他作出了如下猜想:
A可能与物体的速度有关;
B可能与物体的形状有关。
他用弹簧测力计、盛有水的玻璃容器、质量相同的实心铁质圆锥体和铜质正方体(ρ铁<ρ铜)、细线等器材进行探究。
请你参与小明的探究并回答下列问题:
任务一:测浮力
(1)用细线拴住圆锥体挂在弹簧测力计的挂钩上,测得重力为5N,再将它浸没在水中静止时测力计的示数如图所示,则圆锥体受到的浮力为 N;
任务二:阻力转换
(2)小明拉动弹簧测力计使圆锥体竖直向上做匀速运动,此时水对它阻力的方向是 。为探究猜想A,小明用不同的速度拉动弹簧测力计使圆锥体竖直向上做匀速运动(圆锥体始终浸没在水中),锥体匀速运动时,受到竖直向上的力有 。多次实验发现运动速度越大,测力计的示数也越大,这说明在水中运动的速度越大,物体受到水的阻力越 ;
任务三:理论分析
(3)为探究猜想B,小明拉动弹簧测力计分别使两物体以相同的速度竖直向上做匀速运动(两物体始终浸没在水中),发现挂正方体的弹簧测力计的示数较大。请你分析能否据此现象得出:“速度相同时,正方体比圆锥体受到的阻力更大的结论。” (选填:“能”或“不能”),请写出你的分析思路: 。
【答案】(1)1.6
(2) 竖直向下 弹簧测力计的拉力和浮力 大
(3) 不能 见解析
【详解】(1)由图可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,浸没在水中静止时测力计的示数为3.4N。根据称重法测浮力可得,圆锥体受到的浮力为
(2)[1][2][3]当圆锥体竖直向上做匀速运动时,水对它的阻力方向与运动方向相反,即竖直向下。由图知,当圆锥体竖直向上做匀速运动时,受到竖直向上的力有弹簧测力计的拉力和浮力;受到竖直向下的力有重力和水的阻力。根据受力平衡可知,当运动速度越大,测力计的示数越大,拉力变大,而浮力、重力不变,所以物体受到水的阻力越大。
(3)[1][2]用质量相同的实心铁质圆锥体和铜质正方体,因ρ铁<ρ铜,所以二者体积不同,实验时两物体始终浸没在水中,二者排开水的体积不同,受到的浮力不同,而重力相同,在受到相同的阻力时,弹簧测力计的示数是不相同的。因此仅从正方体的弹簧测力计的示数较大,就得出“速度相同时,正方体比圆锥体受到的阻力更大的结论。”是不合理的。
【链接中考】
1.(2025·湖南长沙·中考真题)如图是探究浮力的大小是否跟物体浸没的深度有关的实验过程。
(1)实验时,应先将弹簧测力计在 方向调零;
(2)乙图中物体所受浮力为 N;
(3)请你分析实验数据,判断物体所受浮力的大小是否跟物体浸没的深度有关,并说明理由。
【答案】(1)竖直
(2)0.4
(3)无关,见解析
【详解】(1)本实验中弹簧测力计测量的是竖直方向的力,故实验前需要将弹簧测力计沿竖直方向调零。
(2)由称重法可知乙图中物体所受浮力为F浮=G-F乙=1.4N-1.0N=0.4N
(3)由图丙和图丁可知,物体浸没在不同深度时,弹簧测力计示数不变,由称重法可知浮力不变,说明物体所受浮力的大小跟物体浸没的深度无关。
2.(2025·云南·中考真题)实验小组探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程如图所示。
(1)a中将铁块缓慢浸入水中,随着深度增加,弹簧测力计示数逐渐变小,铁块受到的浮力逐渐 ,表明浮力与深度有关;铁块浸没后,继续增加深度,弹簧测力计示数不变,表明浮力与深度无关,前后结论不一致。分析发现以上实验某过程中同时改变了深度和 ;
(2)改用b中的物块继续探究,此物块重 N,c、d中物块所受浮力均为 N.由此可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度 关;
(3)根据b、d、e三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力 。分析b、 三次实验可知,排开液体的体积相同时,物体所受浮力大小与液体密度有关;
(4)若将b中的物体换成相同材料的球体,则不能完成b、c、d三次实验的探究,具体理由是 。
【答案】(1) 变大 排开液体的体积
(2) 3.8 1.4 无
(3) 越大 e、f
(4)见解析
【详解】(1)[1]a中将铁块缓慢浸入水中,随着深度增加,弹簧测力计示数逐渐变小,通过称重法计算可知,铁块受到的浮力逐渐变大,说明浮力与深度有关。
[2]铁块浸没后,继续增加深度,弹簧测力计示数不变,通过称重法计算可知,浮力不变,说明浮力与深度无关。
(2)[1]由图b可知,弹簧测力计的分度值是0.1N,弹簧测力计的示数是3.8N,物块的重力是3.8N。
[2] c、d中物块所受拉力都是2.4N,物块所受浮力均为F浮c= F浮d=G-Fc=3.8N-2.4N=1.4N
[3]c、d图中物块浸入液体中的深度不同,浮力相同,说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度无关。
(3)[1] b、d、e三次实验,e图中物体排开液体的体积最大,弹簧测力计的示数最小,由称重法可知浮力最大,可以得到浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力越大。
[2]探究浮力和液体的密度的关系,保持排开液体的体积相同,液体的密度不同,选择b、e、f三次实验,e、f图中弹簧测力计的示数不同,由称重法可知浮力不同,可以得到排开液体的体积相同时,物体所受浮力大小与液体密度有关。
(4)若将b中的物体换成相同材料的球体,球体的形状规则,深度不同时排开液体的体积也不同,不能探究浮力和深度的关系。
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第2节 探究:浮力大小与哪些因素有关
【题型导航】
【重难题型讲解】 1
题型1 探究浮力大小与哪些因素有关 1
题型2 称重法计算浮力 6
【能力培优练】 8
【链接中考】 25
【重难题型讲解】
题型1 探究:浮力大小与哪些因素有关
实验:探究浮力的大小跟哪些因素有关
(1)实验方法:控制变量法
(2)实验器材:弹簧测力计、烧杯、水槽、圆柱体组、水、酒精、浓盐水
(3)进行实验:
<1>探究浮力与物体浸没后的深度的关系
①用弹簧测力计测量出物体的重力G;
②将物体逐渐浸入水中,读出弹簧测力计的示数;
③改变物体在水中的深度,读出弹簧测力计的示数;
④比较弹簧测力计示数的变化情况。
结论:浮力大小与物体浸没水中后的深度无关。
<2>探究浮力与物体浸在液体中的体积的关系:
①用弹簧测力计测量出物体的重力G;
②将物体部分浸入在水中,读出弹簧测力计的示数;
③把物体浸在水中体积再大一些,读出弹簧测力计的示数;
④把物体浸没水中,读出弹簧测力计的示数。
结论:在同一液体中,物体浸在液体中的体积越大,浮力越大。
<3>浮力与液体密度的关系
①用弹簧测力计测量出物体的重力G;
②将石块分别浸没在酒精、水和盐水中,读出弹簧测力计的示数;
③比较两次弹簧测力计示数的变化情况。
结论:物体排开液体体积一定时,液体密度越大,浮力越大。
总结影响浮力大小的因素: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。浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。而与浸没在液体中的深度无关。
【典例1-1】小明在探究“影响浮力大小的因素”时,做了如图所示的实验。分析比较图中有关数据可知:
(1)当物体浸没在水中时,受到的浮力为 N;
(2)当物体逐渐浸入盐水中,受到的浮力为 N;
(3)比较b、c两图,可以得出 越大,物体受到的浮力越大;
(4)比较 两图可知,物体所受浮力的大小与液体密度有关。
【典例1-2】小丽用装有沙子的柱形带盖塑料瓶“探究浮力的大小跟哪些因素有关”。
(1)小丽列举了以下三个常识,做出了三个猜想,其中符合常识2的是猜想 (填序号)。
常识
猜想
常识1:空玻璃瓶会漂浮在水面上,装满水的玻璃瓶会沉入水底。
常识2:轮船从江里驶入海里,船身会上浮一些。
常识3:人在水中越往深处走,觉得身体越来越轻。
猜想1:浮力大小与液体的密度有关。
猜想2:浮力大小与物体排开液体的体积或深度有关。
猜想3:浮力大小与物体的质量有关。
(2)为了验证上述猜想是否正确,依次做了以下实验,如图所示。
A.B.C.D.E.
①装有沙子的塑料瓶挂在弹簧测力计下,静止时弹簧测力计的示数如图A,则装沙子的塑料瓶重 N;
②通过A、B实验两图的实验数据,可知在B图状态下,物体所受浮力大小是 N;
③通过A、B、C实验步骤, (选填“能”或“不能”)得出浮力大小与物体浸入液体的深度是否有关,原因是 ;
④通过A、B、C实验步骤,可以得出浮力的大小跟浸入液体体积有关的前提是确定了浮力大小与 无关;
⑤通过A、C、E实验步骤,可探究物体所受浮力大小与 的关系。
跟踪训练1某同学在“探究浮力的大小和液体密度的关系”的实验中,进行了如下的操作,其中实验顺序正确的是( )
A.①②③ B.①②④ C.②③④ D.①③④
跟踪训练2将一个密闭的易拉罐放在装有水的深桶中,如图所示,用手慢慢把它竖直压入水中,体会手的感受;易拉罐全部没入水中后,继续把它压向桶底,体会手的感受,根据活动中的感受和观察到的现象判断下列说法正确的是( )
A.浮力的大小与物体的体积有关
B.浮力的大小与液体密度有关
C.浮力的大小与物体浸在液体中的体积有关
D.浮力的大小与物体浸入液体的深度有关
题型2 称重法计算浮力
【典例2-1】一实心铜块挂在弹簧测力计上,在空气中称时,弹簧测力计的示数是4.8N,把它一半浸入水中称时,弹簧测力计的示数为2.6N,则铜块全部浸入水中受到的浮力是 牛,方向 。两个物体分别挂在两个完全相同的弹簧测力计下,将它们同时浸没在同一杯水中,两个弹簧测力计的示数减小值相同,那么这两个物体必有相同的 (填物理量)。
【典例2-2】弹簧测力计下吊着质量为1.5kg的正方体金属块,当它完全浸没在水中时,弹簧秤的示数为10N,则金属块受到浮力为 N。若金属块上表面所受水的压力为20N,则金属块下表面所受水的压力为 N。
跟踪训练1一个重10N的物体,浸没在水中静止时所受的浮力为4N,上表面受到水的压力为3N,则下表面受到水的压力为 N;将该物体悬挂在弹簧测力计下并浸没在酒精(ρ酒精<ρ水)中静止(未触底)时,弹簧测力计的示数 (选填“大于”“小于”或“等于”)6N。
跟踪训练2重为10牛的正方体物块,用细线挂在弹簧测力计下浸没在水中时,测力计的示数为6牛,则物块所受浮力的大小为 牛,若物块上表面距水面的深度为0.1米,则它的上表面受到水的压强为 帕,增大物块浸没的深度,它所受浮力的大小将 (选填“变大”、“变小”或“不变”)。
【能力培优练】
1.在物理课堂上同学们做了如图甲所示的小实验,在水桶中装大半桶水,用手把空的饮料罐逐渐按入水中,在这个过程中同学们都有越来越费劲的感觉,同时观察到水面越来越高。由此同学们猜想浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。同学们为验证猜想做了如图乙所示的实验,请你从中选出能验证猜想的操作是( )
A.①②③ B.②③④
C.③④ D.①②
2.弹簧测力计是本学期物理实验中用得最多的测量工具。而用其测量力的大小时,有时需要在弹簧测力计静止时读数,有时需要在匀速直线运动过程中读数。下列四个实验中,是在匀速直线运动过程中读数的是( )
A.用弹簧测力计测量物体重力的大小 B.用弹簧测力计测量浮力的大小
C.用弹簧测力计测量滑动摩擦力的大小 D.用弹簧测力计测量两个力的合力大小
3.有一个铜块挂在弹簧测力计上,当铜块全部浸没水中时,弹簧测力计的读数是( )
A.铜块所受的重力
B.铜块所受浮力
C.铜块所受重力与浮力之差
D.以上所述均不正确
4.如图所示,将小石块挂在弹簧测力计下如图甲,再浸没入水中(石块没有碰到烧杯底部)如图乙,静止时测力计示数分别是4N和3N,下列说法错误的是( )
A.石块的重力力是4N B.水对石块的浮力是3N
C.水对石块的浮力是1N D.图乙中,石块受的力有重力、拉力和浮力
5.用弹簧测力计在空气中称一个物体的重力,读数是9 N,那么物体的实际重 ( )
A.略大于9 N B.略小于9 N
C.可能等于9 N D.一定等于9 N
6.如图所示,水平放置的圆柱形容器内装有重为的液体,重为的实心铁块用细线拴着浸没在液体中,受到的浮力为,则细绳所受的拉力和容器底部所受液体的压力分别为( )
A. B.
C. D.
7.用一个很薄的塑料袋装满水,将袋口扎紧(袋内不留空气)后挂在已调零的弹簧测力计上,稳定后,弹簧测力计的示数是4N,如图所示,若使该装满水的塑料袋全部浸没在水中。弹簧测力计的示数将接近于( )
A.0N B.2N C.3N D.4N
8.小明用小石块和弹簧测力计做实验,如图所示。下列说法正确的是( )
A.测力计的分度值是 B.石块所受的重力为
C.石块受到的浮力为 D.放入石块后杯底受液体的压强不变
9.某地在江面上修建一座大桥,如图甲是使用吊车向江底投放长方形石料的示意图,在整个投放过程中,石料以恒定速度下降。乙是钢绳的拉力F随时间t变化的图像(从开始投放到石料刚好接触湖底前)。时刻吊车开始下放石料,忽略水的摩擦阻力。则下列说法正确的是( )
①石料在时开始浸入水中
②石料在时开始浸入水中
③石料的重力是
④石料完全浸没水后钢绳的拉力为
⑤石料受到的最大浮力是
A.只有②③④正确 B.只有②④正确
C.只有①③④⑤正确 D.只有①④⑤正确
10.在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,一实验小组的同学先对弹簧测力计进行调零,然后用调好的弹簧测力计测出物体(物体不吸水)受到的重力,再将物体缓慢浸入液体中不同深度,实验步骤如图A、B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),弹簧测力计的示数如图所示。
(1)实验用的物体重 N,物体在图C所受浮力大小是 N。
(2)对比图A、B、C、D可以初步得出结论:物体在液体中所受浮力的大小,与它 有关;
(3)进一步对比图A、B、C、D可以看出,物体逐渐浸入水中直至浸没的过程中,物体所受的浮力一直在变化,这能否说明物体在液体中所受浮力的大小,与物体浸入液体中的深度有关?写出你的观点及理由。
①观点: ;(选填“能”或“不能”)
②理由: ;
(4)综合实验步骤可知,步骤F中液体密度ρ液体= kg/m3;(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
(5)实验交流时,有同学猜想:“浸没在液体中的固体所受的浮力可能跟固体的形状有关”,为验证猜想实验小组用橡皮泥(不吸水)代替了物体,设计实验方案如下:
①用细线拴上橡皮泥,悬挂在弹簧测力计下,使橡皮泥缓慢地 ,读出测力计的示数F1;
② ,重复上述步骤,读出测力计的示数F2;
③比较F1和F2的大小,若F1 F2(选填“大于”、“等于”或“小于”),说明浸没在液体中的固体所受的浮力跟固体的形状无关。
11.实验小组利用下图器材完成“探究影响浮力大小的因素”的实验:
(1)比较图甲、乙可知:乙图中物块受到的浮力大小为 N;若先完成图乙实验,再完成图甲实验,则测得的浮力将 (选填“偏大”或“偏小”);
(2)比较图甲、丙和丁可知,浮力大小与 有关;
(3)已知水的密度是,g取,由图中所测数据可算出物块的体积是 ,物块的密度是 ;
(4)若实验过程中弹簧测力计未调零,则 测量两种液体中物块所受的浮力; 物块密度的计算结果。(选填“影响”或“不影响”)
(5)向丁图烧杯中缓慢加入50g水,水未溢出。则弹簧测力计的示数 ,容器底所受液体的压强 。(选填“变大”“变小”或“不变”)
12.在“探究影响浮力大小的因素”实验中,小宁根据生活经验,提出了有关猜想:
猜想1:浮力大小与物体浸入液体中的深度有关;
猜想2:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想3:浮力大小与液体的密度有关。
(1)如图1所示,用手把空饮料罐按入水中,在饮料罐未完全浸入水中时,饮料罐浸入水中越深,手会感到越吃力。这个事实可以支持以上猜想 (选填序号);
(2)比较图2中甲、乙可知:乙图中圆柱体受到的浮力的大小为 N;若先完成图乙实验,再完成图甲实验,则测得的浮力将 (选填“偏大”或“偏小”);
(3)比较图2中 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:液体的密度越大,物体浸没时所受的浮力越 (选填“大”或“小”);
(4)小宁在实验过程中将物体逐渐浸入水中,缓慢地增大物体浸没在水中的深度。下列能正确反映物体所受浮力F浮与其下表面浸入液体中的深度h的关系图像是___________(填字母);
A.B. C. D.
13.在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,实验小组的同学们根据生活经验讨论交流后提出了猜想。
猜想一:浮力的大小与物体的密度有关。
猜想二:浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关。
猜想三:浮力的大小与液体的密度有关。
猜想四:浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(1)请你写出一个支持猜想四的生活现象: (合理即可)。
(2)同学们进行了如图所示的操作,实验步骤A所示弹簧测力计的示数为 ;用弹簧测力计挂着铜块,将其缓慢地浸入液体中的不同深度处,实验步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出),并将对应的弹簧测力计的示数记录在表中。
实验步骤
B
C
D
E
F
弹簧测力计的示数
2.6
2.5
2.4
2.4
2.3
(3)实验步骤D中,铜块所受浮力为 。
(4)分析实验步骤A、D、E可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”)。
(5)分析实验步骤A、B、C、D可知,浮力的大小与 有关。
(6)分析实验步骤 可知,当物体排开液体的体积一定时,液体的 越大,浮力越大。
(7)根据表格中的数据,可知实验中所用铜块的密度是 。()
14.在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)弹簧测力计应在 方向上调零;
(2)如图甲所示,在弹簧测力计下悬挂一个高为6cm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A、B、C、D、E这五个位置弹簧测力计的示数和深度h,根据实验数据,在图乙中画出物块所受浮力随h变化的图像 ;
(3)分析图像可知:浸没后,h增加, ;
(4)若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的随h变化的图像 (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 。
15.小明在观看跳水比赛时发现运动员入水后,运动速度迅速减小,这引起了他的思考:是什么力改变了运动员的速度呢?与同学讨论后,大家都认为除运动员所受的浮力外,水对运动员的阻力也改变了他的速度。那么运动物体所受水的阻力大小与哪些因素有关呢?他作出了如下猜想:
A可能与物体的速度有关;
B可能与物体的形状有关。
他用弹簧测力计、盛有水的玻璃容器、质量相同的实心铁质圆锥体和铜质正方体(ρ铁<ρ铜)、细线等器材进行探究。
请你参与小明的探究并回答下列问题:
任务一:测浮力
(1)用细线拴住圆锥体挂在弹簧测力计的挂钩上,测得重力为5N,再将它浸没在水中静止时测力计的示数如图所示,则圆锥体受到的浮力为 N;
任务二:阻力转换
(2)小明拉动弹簧测力计使圆锥体竖直向上做匀速运动,此时水对它阻力的方向是 。为探究猜想A,小明用不同的速度拉动弹簧测力计使圆锥体竖直向上做匀速运动(圆锥体始终浸没在水中),锥体匀速运动时,受到竖直向上的力有 。多次实验发现运动速度越大,测力计的示数也越大,这说明在水中运动的速度越大,物体受到水的阻力越 ;
任务三:理论分析
(3)为探究猜想B,小明拉动弹簧测力计分别使两物体以相同的速度竖直向上做匀速运动(两物体始终浸没在水中),发现挂正方体的弹簧测力计的示数较大。请你分析能否据此现象得出:“速度相同时,正方体比圆锥体受到的阻力更大的结论。” (选填:“能”或“不能”),请写出你的分析思路: 。
【链接中考】
1.(2025·湖南长沙·中考真题)如图是探究浮力的大小是否跟物体浸没的深度有关的实验过程。
(1)实验时,应先将弹簧测力计在 方向调零;
(2)乙图中物体所受浮力为 N;
(3)请你分析实验数据,判断物体所受浮力的大小是否跟物体浸没的深度有关,并说明理由。
2.(2025·云南·中考真题)实验小组探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程如图所示。
(1)a中将铁块缓慢浸入水中,随着深度增加,弹簧测力计示数逐渐变小,铁块受到的浮力逐渐 ,表明浮力与深度有关;铁块浸没后,继续增加深度,弹簧测力计示数不变,表明浮力与深度无关,前后结论不一致。分析发现以上实验某过程中同时改变了深度和 ;
(2)改用b中的物块继续探究,此物块重 N,c、d中物块所受浮力均为 N.由此可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与浸在液体中的深度 关;
(3)根据b、d、e三次实验可知,浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关,排开液体的体积越大,所受浮力 。分析b、 三次实验可知,排开液体的体积相同时,物体所受浮力大小与液体密度有关;
(4)若将b中的物体换成相同材料的球体,则不能完成b、c、d三次实验的探究,具体理由是 。
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