2026年中考物理一轮复习常考分组实验---14探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
2026-01-14
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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 | 阿基米德原理 |
| 使用场景 | 中考复习-一轮复习 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | ZIP |
| 文件大小 | 2.67 MB |
| 发布时间 | 2026-01-14 |
| 更新时间 | 2026-01-14 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-01-14 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/55940071.html |
| 价格 | 1.00储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
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内容正文:
14《探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系》
考点汇总:
1、实验目的:
定量探究浸在液体中的物体受到的浮力大小与物体排开液体的重力之间的关系。
2、实验器材:
弹簧测力计、金属块、量筒(小桶)、水、溢水杯、
3、实验步骤:
①把金属块挂在弹簧测力计下端,记下测力计的示数F1。
②在量筒中倒入适量的水,记下液面示数 V1。
③把金属块浸没在水中,记下测力计的示数 F2 和此时液面的示数 V2。
④根据测力计的两次示数差计算出物体所受的浮力(F 浮=F1-F2) 。
⑤计算出物体排开液体的体积(V2-V1),再通过 G水=ρ(V2-V1)g 计算出物体排开液体的重力。
⑥比较浸在液体中的物体受到浮力大小与物体排开液体重力之间的关系。(物体所受浮力等于物体排开液体所受重力)
4、实验结论:液体受到的浮力大小等于物体排开液体所受重力的大小
5、实验更合适的操作顺序是:b a c d
6、实验中溢水杯倒水必须有水溢出后才能做实验,否则会出现什么结果:答:会出现浮力大于物体排开水的重力
7、此实验弹簧测力计的示数关系是:Fa-Fc=Fd-Fb
8、实验结论:物体受到的浮力等于物体排开液体的重力
典题精析:
1、如图所示,图甲是“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验的五个步骤。
圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力 。 两步骤可得出物块排开水所受的重力。比较与,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。
如图乙所示是圆柱体物块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出弹簧测力计示数随物块浸入深度变化的关系图像。
分析图像可得:当物块没有浸没之前,增大时,弹簧测力计示数 选填“变大”“变小”或“不变”。当时,物块所受的浮力为 ,浸没后,继续增大时,弹簧测力计示数为 ,该圆柱体物块的高度是 。
2、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”。
实验的最佳顺序是__________。
A.甲、乙、丙、丁 丁、甲、乙、丙 乙、甲、丁、丙
图乙中物体受到的浮力是__________。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____________________________________________________。
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 图乙中物体未全部浸入水中
将图乙中的水换成酒精,物体受到的浮力__________填“变大”“变小”或“不变”。
小红利用上述实验中的器材和物体,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__________填“甲”“乙”“丙”或“丁”步骤不需要弹簧测力计。
3、某实验小组利用弹簧测力计、石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为 。
把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 。石块排开的水所受的重力可由 填字母代号两个步骤测出。
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 。
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.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
4、如图甲是“探究浮力大小”的实验过程示意图。
实验步骤的合理顺序是______,步骤和______可以测出物块浸没在水中时受到的浮力______,步骤和______可以测出物块排开的水所受重力;比较与,可以得到结论是:________选填“”、“”、“”。
图乙是物块缓慢浸入水中时,弹簧测力计示数随浸入深度变化的关系图象。分析图象,可得关于浮力大小的初步结论:
物块浸没前,物体浸入水中的体积越大,物块所受的浮力_______;
物块浸没后,所受的浮力大小与______无关。
此物块的密度是______。
5、小明利用弹簧测力计、烧杯、小桶、石块、细线等器材探究浮力大小与排开液体
的重力的关系。
部分实验操作步骤如图所示,遗漏的主要步骤是______,若将遗漏的步骤标注为,最合理的实验步骤顺序是______用实验步骤对应的字母表示。
小明进行实验并把数据记录在下表中。从表中数据可知石块受到的浮力是
______,排开液体的重力是______小明根据它们的大小关系归纳出了实验结论并准备结束实验,同组的小丽认为实验还没有结束,理由是______,接下来的实验操作应该是______。
实验步骤
弹簧测力计示数
实验结束后,小明还想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关,可取______相同的铁块和铝块,使其浸没在同种液体中,比较浮力的大小。
6、某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,验证阿基米德原理.
先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为__________.
把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为__________石块排开的水所受的重力可由__________填字母代号两个步骤测出.
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_________________.
为了得到普遍规律,接下来应该________________________的物体多次实验.
7、如图,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:
用弹簧测力计测出物体所受的重力图甲
将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中,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图乙
测出接水后小桶与水所受的总重力图丙
将小桶中的水倒出,测出小桶所受的重力图丁
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:
物体浸没在水中,受到水的浮力 ,被排开的水所受的重力 。用上述测得量的符号表示
指出本实验产生误差的原因写出两点
。
物体没有完全浸没在水中, 选填“能”或“不能”用该实验验证阿基米德原理。
8、在物理实验操作考查中,小雨抽测的实验题目是“探究浮力的大小”。他的实验操作步骤如图所示,实验过程如下.
A.用细线将橡皮挂在弹簧测力计下,测出橡皮的_____________;
B.将水倒入溢水杯中;
C.将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没水中,让溢出的水全部流入小桶中,同时__________;
D.将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下,读出此时弹簧测力计的示数;
E.记录、分析实验数据,得出实验结论;
F.整理实验器材。
请根据小雨的实验过程回答下面问题:
指出小雨在实验操作中漏掉的一个步骤:_________________________。
指出上面实验操作中的一处错误:_________________________________________。
如果用能够漂浮在水面的木块代替橡皮做此实验,那么与上述操作不同的一个步骤是_______填字母。
小雨从橡皮接触水面到逐渐没入水中,在确保不碰到溢水杯底的过程中,下图中能正确反映弹簧测力计示数和橡皮下表面到水面距离关系的图象是:________。
小雨最后还算出了这块橡皮的密度为______________
9、为了探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受的重力的关系,小斐进行了如下图所示的实验:
图甲中你觉得最合理的实验顺序是___________。
甲图中小石块浸没于水中受到的浮力___________,被排开的水所受的重力___________。比较和的关系,可知浮力大小等于物体排开液体所受的重力。
乙图中弹簧测力计的示数___________。
小石块的密度是___________
10、小鹭做“阿基米德原理”实验的步骤如图所示。
小鹭处理数据时,发现实验步骤有所遗漏。遗漏的步骤 为______。若将遗漏的步骤标注为,则最合理的实验步骤依次为______用实验步骤对应的字母表示。
通过实验步骤______选填代号可求出石块受到的浮力。
实验步骤、、、中,弹簧测力计的示数依次为、、、若这些示数之间关系满足用式子表示____________,则可证阿基米德原理正确。
11、如图,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:
用弹簧测力计测出物体所受的重力图甲
将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中,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图乙
测出接水后小桶与水所受的总重力图丙
将小桶中的水倒出,测出小桶所受的重力图丁
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:
物体浸没在水中,受到水的浮力 ,被排开的水所受的重力 。用上述测得量的符号表示
指出本实验产生误差的原因写出两点
。
物体没有浸没在水中, 选填“能”或“不能”用实验验证阿基米德原理。
12、小明和小华各自做“验证阿基米德原理”的实验,如图所示为小明实验的示意图,图所示为小华实验的部分示意图。
在小明的实验中,弹簧测力计的示数分别为、和量筒中水面刻度值分别为、,浸没时物体上下表面压力差为 ,若满足关系式 时,则可以验证阿基米德原理水的密度已知。
在小华的实验中,应使用天平测量 选填“溢水杯”或“小烧杯”的前后质量之差,即为溢出水的质量。若此时图中两弹簧测力计的示数差值跟满足关系 时,则可以验证阿基米德原理。
阿基米德原理:浸在液体中的物体受到 的浮力,浮力大小等于 。
两位同学实验相比,请你说说他们各自的优点:
。
13、如图所示,某同学为了探究“浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系”,按照、、、的顺序做了如下的实验:
上图所示的、、、四个步骤,更合理的实验顺序是______;
______两步骤可计算出物块浸没在水中时受到的浮力;
______两步骤可得出物块排开水所受的重力;
为了使实验结论更为可信,将物块换成其它物体,再进行几次实验,其主要目的是______;
下列图中,能正确反映弹簧测力计示数和物块下表面在水中的深度关系的图象是______选填序号。物块未接触容器底
14、在“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验中,小明用弹簧测力计、密度大于水的合金块、溢水杯、小桶等器材进行实验,实验操作步骤如图所示,实验过程如下:
将水倒入溢水杯中;
用细线将合金块挂在弹簧测力计下,测出合金块的重力;
将挂在弹簧测力计下的合金块缓慢浸没水中,让溢出的水全部流入小桶中,同时读出弹簧测力计的示数;
将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下,读出此时弹簧测力计的示数;
记录、分析实验数据,得出实验结论;
整理实验器材。
请根据小明的实验过程简答下面问题:
小明的实验操作中存在一处错误,是步骤_________填写对应的字母。
小明的实验操作中漏掉了一个步骤,该步骤是:___________________。
若小明不更正错误,根据图中步骤_______填写对应的字母可知合金块浸没水中时受到的浮力为_________,根据阿基米德原理,此时也可求出小桶的重力为______。这个重力比小桶真实的重力_________选填“偏大”或“偏小”。
15、Ⅰ如图,为了探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受重力的关系,某同学进行了实验:
将石块浸入装满水的溢水杯中如图,石块所受浮力是________;
比较图和图可知,石块在水中所受浮力与浸没的_______无关;
该同学做完实验总结出浮力跟它排开液体所受重力的关系_____________。Ⅱ小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器,分别装有一定量的水和盐水,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。
分析图甲、乙、丙,说明浮力的大小与______有关。
为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用______图的装置来进行操作。
圆柱体浸没在水中时受到的浮力是______,圆柱体的体积是______取
用图示实验数据测出盐水的密度是______。
16、某同学为探究漂浮在水面上的物体受到的浮力大小是否遵从阿基米德原理的结论,他进行了如图所示的实验.实验中所用弹簧测力计的一个黑格或一个白格均表示请回答下列问题:
由图中的测量可知,由图中、可知木块漂浮时受到浮力的大小是______
图中、两次测量的目的是为了测出______ 的大小.
分析上述实验可得出初步结论:漂浮在水面上的物体受到的浮力大小______ 阿基米德原理的结论.选填“遵从”或“不遵从”
17、如图所示是探究“物体所受浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验。
实验操作中甲、乙、丙、丁四个步骤先后顺序应该是_________________。
当图中的四个测量值、、、满足关系式_______________________时,就可以得出物体所受浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。
若在图乙的操作中物体未完全浸没到水中__________选填“会”或“不会”影响实验的结果。
某同学按照实验的操作测得,,,,根据这组数据他通过进一步计算,得出实验中所用石块的密度为____________。
为了得到更普遍的结论,下列继续进行的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.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验。
18、小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验.请你根据小明的实验探究回答下列问题取
比较图______ ,说明浸在液体里的物体会受到浮力的作用;比较图与图可得到的结论是______
在与两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与______ 的关系;这种研究方法叫做______ .
根据与两图所标的实验数据,可知物体浸没在水中所受的浮力为______ ;还可以测得物体的密度为______
根据与两图所标的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为______ ,盐水的密度为______ .
19、小华做“验证阿基米德原理”的实验中,用图所示的溢杯和小桶收集石块排开的水,他的实验过程分别如图、、、所示。
图所示,是小华在使用______测量石块的______。
若图中四个测量值、、、满足关系式______,该原理将得到验证。
以下关于实验过程中的操作,会影响验证结果的是______。
A.图中溢杯内未盛满水。 图中小桶内有少量水。 图中石块未浸没水中。
石块从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强______选填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“保持不变”。
20、小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验。请你根据小明的实验探究回答下列问题。
在与两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与液体______的关系;根据与两图所标的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为______。
小明对、、、四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关。
对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而______填“增大”“减小”或“不变”;
当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度______填“有关”或“无关”。
在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为______。
小明利用浮力和杠杆的知识,发明了一个密度称。如图,轻质杠杆可绕点转动,在、两端分别挂有两个完全相同的正方体、边长为,重力为,,。小聪向容器中倒入不同密度的液体,每次都将浸没与液体中,移动物体,使杠杆在水平位置平衡,上便可以标出不同液体的密度值。
当物体浸没在水中时,物体移动到点时杠杆恰好水平静止,那么的长度为______,在点标上。
这个密度称能够测量的最小液体密度为______。
上的刻度是否均匀:______填“是”或“否”
21、小明同学在探究浮力的实验中:
如图甲,把半径为、密度均匀的实心小球用细线挂在弹簧测力计上,测得其重力为______,他用手竖直向上轻轻托起小球,弹簧测力计示数将变______。
他又将小球缓慢放入盛有适量水的烧杯中,弹簧测力计的示数逐渐变小,说明小球受浮力作用且浮力的方向是竖直向______,当小球顶部距水面时,弹簧测力计示数为,如图乙,小球受到的浮力大小是______。
为进一步研究浮力产生的原因,小明自制了薄壁实验箱,左右分别是柱形箱和,箱下部有一圆孔与箱相通,他将上下表面是橡皮膜的透明空心立方体放在圆孔上紧密接触,并向箱中加入适量的水使浸没且沉在箱底,如图丙。现往箱加水至与下表面相平时,下表面橡皮膜______选填“受到”或“不受”水的压力作用;继续向箱中加水至上下表面橡皮膜形変程度相同时,则上下表面受到水的压力______选填“相等”或“不相等”;再向箱中加一定量的水,上下表面形变程度如图丁,则下表面受到水的压力______选填“大于”“小于”或“等于“”上表面受到水的压力。这就是浮力产生的真正原因。
同组小斌同学根据第小题中小球受到的浮力大小和第小题探究浮力产生的原因巧妙地计算出图乙中小球受到水对它向下的压力是______圆面积公式,取
22、在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数随圆柱体下降高度变化的图象。求:
分析图象可知,圆柱体重力是______;
圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是______;
圆柱体的体积是______;
圆柱体的密度是______;
分析图象段,可得结论:物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越______选填“大”或“小”;
分析图象段,可得结论______。
23、下列甲、乙、丙、丁四幅图是某实验小组利用弹簧测力计、溢水杯、圆柱形物块、小桶和水“探究浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系”的过程情景,其中弹簧测力计的示数依次是、、、。
在实验操作前细心的明天同学指出:在情景甲中存在错误,该错误是溢水杯中水面______。
纠正错误后,该探究实验的合理顺序为______用甲、乙、丙、丁表示。
在情景乙的测量中,溢水口还在溢水过程中,义正同学便急忙把小杯移开,开始测量小杯和溢出水的总重力,这样会导致测得“排开液体所受重力”______选填“偏小”、“不变”或“偏大”。
在完成实验之后,陶子同学发现实验桌上有一瓶用于测量密度的盐溶液,她思考之后建议:利用浮力来测量该液体的密度,经过组内一番讨论,仅增加了戊图注意:戊图中是盐水,乙图中是水所示情景,此时弹簧测力计示数为,则待测盐溶液的密度可表示为或,其中______用、表示。
24、某中学两支物理小组的同学,在实验室中验证阿基米德原理
方案一,小刚用石块按如图甲实验步骤依次进行实验。由甲图可知,石块浸没在水中受到的浮力______,排开水的重力______,发现,造成这种结果的原因不可能是______。
A、整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
B、最初溢水杯中的水未装至溢水口
C、步骤中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部
方案二,如图乙,小明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。当小明逐渐调高升降台,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计的示数______选填“增大”、“减小”或“不变”,且弹簧测力计的示数变化量______选填“大于”、“小于”或“等于”的示数变化量,从而证明了。
为了多次实验得到普遍规律,方案______选填“一”或“二”的操作更加简便。
然后小明利用阿基米德原理测量某实心金属块的密度,实验步骤如下:
让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中,如图甲;
将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为,如图乙;
将烧杯中水倒掉,从水中取出金属块,如图丙;
将金属块放入小空筒,小空筒仍漂浮在水面,测得此时溢出水的体积为,如图丁。
请回答下列问题:
被测金属块的密度是______。
在实验步骤和中,将沾有水的金属块放入小空筒,测出的金属块密度将______选填“偏大”、“不变”或“偏小”。
25、在探究物体所受浮力大小与物体排开液体所受重力大小关系的实验中,小波的一次操作过程如图。
实验步骤:
用细线将物块系好,挂在已调零的弹簧测力计挂钩上,测出物块所受的重力如图甲,将数据记录在表格中;
将水倒入溢水杯中如图乙;
将挂在弹簧测力计挂钩上的物块浸没在溢水杯内的水中,不接触溢水杯,同时用小桶收集溢出的水,物块静止、待溢水杯中的水不再流出时,读出弹簧测力计示数如图丙,将数据记录在表格中;
将步骤中装有溢出水的小桶挂在弹簧测力计挂钩上,测出小桶和溢出水的总重如图丁,将数据记录在表格中;
利用求出物体所受浮力的大小,并与进行比较。
请指出上述步骤中存在的两个问题:
问题:______;
问题:______;
已知水的密度为,请根据小波测量出的物理量和及,写出计算物块体积的表达式:______。
26、小华做“验证阿基米德原理”的实验中,用图所示的溢杯和小桶收集石块排开的水,他的实验过程分别如图、、、所示。
实验时,使用图所示的溢水杯和小桶接收被测石块排开的水.为减少实验误差,要求“在浸入被测物块前,要使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平”,请写出达到该要求的操作要点:________________。
图所示,是小华在使用_______测量石块________。
若图中四个测量值、、、满足关系式_____________,该原理将得到验证.
以下关于实验过程中的操作,会影响验证结果的是____
A.图中溢杯内未盛满水.
B.图中小桶内有少量水.
C. 图中石块未浸没水中.
27、探究“浮力的大小等于什么”时,实验步骤如图所示.
请回答下列问题.
小石块重________.
排开的水重________.
为了使实验结论更为可信,将小石块换成钩码等其他物体再进行几次实验,其主要目的是________填序号.
A.多次测量求平均值,以减小偶然误差
B.多次测量找规律,排除偶然性
C.探究浮力的大小与哪些因素有关
实验是通过比较物体受到的重力与________受到的重力,得出结论
28、如图甲是“探究浮力大小”的实验过程示意图。
实验步骤的合理顺序是______,步骤和______可以测出物块浸没在水中时受到的浮力______,步骤和______可以测出物块排开的水所受重力;比较与,可以得到结论是______。
图乙是物块缓慢浸入水中时,弹簧测力计示数随浸入深度变化的关系图象。分析图象,可得关于浮力大小的初步结论:
物块浸没前,______,物块所受的浮力越大;
物块浸没后,所受的浮力大小与______无关。
此物块的密度是______。
29、某中学两支物理小组的同学,在实验室中验证阿基米德原理.
方案一:小刚用石块按如图甲实验步骤依次进行实验。由甲图中__________两次实验数据可得石块浸没在水中受到的浮力_____,由甲图中___________两次实验可知石头排开水的重力_____,发现,造成这种结果的原因不可能是_____。
、整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
、最初溢水杯中的水未装至溢水口
、步骤中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部
方案二,如图乙,小明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。当小明逐渐调高升降台,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计的示数_____选填“增大”、“减小”或“不变”,且弹簧测力计的示数变化量_____选填“大于”、“小于”或“等于”的示数变化量,从而证明了。
为了让物体不完全浸没水中,从而多次实验得到普遍规律,方案_____选填“一”或“二”的操作更加简便。
30、按照图一所示正确进行操作,可以探究“浮力大小跟排开液体所受重力大小的关系”,每次弹簧测力计的示数如图所示,观察实验过程可知:
乙图中溢水杯底受到的压力______选填“大于”、“小于”或“等于”甲图中溢水杯底受到的压力,如果乙图中圆柱体不慎碰到溢水杯的底部,圆柱体受到的浮力______填“变大”、“变小”或“不变”;
图中实验步骤的正确顺序是______。分析图中弹簧测力计的示数可以得出结论:浸在液体中的物体所受的浮力大小等于______;
圆柱体的体积是______,圆柱体的密度为______
为了使实验结论更具有普遍性和代表性,该同学还可以______。
A、多次测量取平均值
B、换用其他液体进行多次实验
C、换用不同的弹簧测力计进行测量
课后复习时,物理兴趣小组的同学们,经过反复的思考、讨论,提出了对该实验的改进意见,并动手制作出了如图二所示的实验装置,其中、为两个规格相同的弹簧测力计,为重物,为薄塑料袋质量不计,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,杯中加人红色的水,是升降平台摇动手柄,可使平台高度缓慢上升、下降,为铁架台。
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______;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秤的示数变化量,它们的大小关系是______选填“”“”或“”。
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14《探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系》
考点汇总:
1、实验目的:
定量探究浸在液体中的物体受到的浮力大小与物体排开液体的重力之间的关系。
2、实验器材:
弹簧测力计、金属块、量筒(小桶)、水、溢水杯、
3、实验步骤:
①把金属块挂在弹簧测力计下端,记下测力计的示数F1。
②在量筒中倒入适量的水,记下液面示数 V1。
③把金属块浸没在水中,记下测力计的示数 F2 和此时液面的示数 V2。
④根据测力计的两次示数差计算出物体所受的浮力(F 浮=F1-F2) 。
⑤计算出物体排开液体的体积(V2-V1),再通过 G水=ρ(V2-V1)g 计算出物体排开液体的重力。
⑥比较浸在液体中的物体受到浮力大小与物体排开液体重力之间的关系。(物体所受浮力等于物体排开液体所受重力)
4、实验结论:液体受到的浮力大小等于物体排开液体所受重力的大小
5、实验更合适的操作顺序是:b a c d
6、实验中溢水杯倒水必须有水溢出后才能做实验,否则会出现什么结果:答:会出现浮力大于物体排开水的重力
7、此实验弹簧测力计的示数关系是:Fa-Fc=Fd-Fb
8、实验结论:物体受到的浮力等于物体排开液体的重力
典题精析:
1、如图所示,图甲是“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验的五个步骤。
圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力 。 两步骤可得出物块排开水所受的重力。比较与,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。
如图乙所示是圆柱体物块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出弹簧测力计示数随物块浸入深度变化的关系图像。
分析图像可得:当物块没有浸没之前,增大时,弹簧测力计示数 选填“变大”“变小”或“不变”。当时,物块所受的浮力为 ,浸没后,继续增大时,弹簧测力计示数为 ,该圆柱体物块的高度是 。
答案:
;
变小;;;
解析:
本题考查了探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系的实验。从图像中获取有用的信息是关键。
探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系,需要测出四个量:、、、需要计算两个量:,,比较和,可以得出浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系。
物块没有浸没之前,增大时,受到的浮力变大,则弹簧测力计的示数变小;
根据图乙的图像和称重法测浮力,计算当时,物块所受的浮力;根据图乙的图像解得浸没后,继续增大时,弹簧测力计示数和圆柱体物块的高度。
圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力;
根据和两步骤可得出物块排开水所受的重力。比较与,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系;
如图乙所示是圆柱体物块从水面缓慢浸入水中时,根据实验数据描绘出弹簧测力计示数随物块浸入深度变化的关系图像。分析图像可得:当物块没有浸没之前,增大时,物体排开水的体积变大,浮力变大,弹簧测力计示数就变小;
当时,弹簧测力计的示数是,物块所受的浮力;
浸没后,继续增大时,弹簧测力计示数不变为;
圆柱体下表面接触到水时,,圆柱体上表面接触到水时即圆柱体刚好浸没时,,所以该圆柱体物块的高度是。
2、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”。
实验的最佳顺序是__________。
A.甲、乙、丙、丁 丁、甲、乙、丙 乙、甲、丁、丙
图乙中物体受到的浮力是__________。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____________________________________________________。
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 图乙中物体未全部浸入水中
将图乙中的水换成酒精,物体受到的浮力__________填“变大”“变小”或“不变”。
小红利用上述实验中的器材和物体,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__________填“甲”“乙”“丙”或“丁”步骤不需要弹簧测力计。
答案:
排开的液体受到的重力 变小 乙
解析: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、把物体浸没在装满水的溢水杯中,读出测力计的示数;丙、测出桶和排开的水受到的重力。故正确顺序为:丁、甲、乙、丙甲、丁顺序可调换,故B正确。空气中物体的重力为;浸没在水中弹簧测力计的示数,物体浸没在水中受到的浮力:;由图丁可知,空桶的重力,由图丙可知,溢出水和桶的总重力,所以溢出水的重力:;根据计算结果,,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。若图乙中水面未到达溢水杯的溢水口,则物体放入溢水杯时,先要使溢水杯内的水面升高到溢水口才可以向外排水,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;若图乙中物体未全部浸入水中,则物体排开水的体积变小,排开水的重力变小,浮力也变小,仍然能得出浮力等于排开的液体受到的重力这一结论,对实验没有影响,故B不符合题意;将图乙中的水换成酒精 ,液体的密度减小,根据阿基米德原理知浮力变小;因物体漂浮在水面上,受到的浮力等于它的重力,则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。
3、某实验小组利用弹簧测力计、石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为 。
把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 。石块排开的水所受的重力可由 填字母代号两个步骤测出。
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 。
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.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
答案:
排开液体的重力
解析:略
4、如图甲是“探究浮力大小”的实验过程示意图。
实验步骤的合理顺序是______,步骤和______可以测出物块浸没在水中时受到的浮力______,步骤和______可以测出物块排开的水所受重力;比较与,可以得到结论是:________选填“”、“”、“”。
图乙是物块缓慢浸入水中时,弹簧测力计示数随浸入深度变化的关系图象。分析图象,可得关于浮力大小的初步结论:
物块浸没前,物体浸入水中的体积越大,物块所受的浮力_______;
物块浸没后,所受的浮力大小与______无关。
此物块的密度是______。
答案:
;;;;;
越大;浸没的深度;
解析:
本题是探究阿基米德原理的实验,考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力,难度较大。
要先测物块的重力和空桶的重力,然后再把物块没入水中,测出物块受到的浮力,最后再测出桶和溢出水的重力;分析几步实验的相同因素和不同因素,就可知道这几步是探究哪个因素对浮力的影响,并根据测力计示数计算出每步浮力的大小,从而得出结论。
乙图中物体已全部浸入了水中,所以弹簧测力计的示数应读随的增大不变的一段的示数,利用称重法可计算出此时物体所受的浮力;
由图可知弹簧测力计的示数有一段随的增大而不变,可总结出物体所受浮力与深度的关系。
知道物体的重力可以根据计算出物体的质量,根据阿基米德原理计算出物体排开水的体积和物体的体积,最后根据密度公式计算出物体的密度。
该实验合理的步骤是先测出空桶的重力,再将物块挂在弹簧秤上测出物块的重力,将物体浸没水中读出弹簧测力计的示数,最后再测出小桶和水的总重;故合理的步骤为:;
由可知物体的重力为,由可知物体浸在水中时的拉力为,则;
由可知空桶的重力为,由可知水和桶的总重为,则;
比较与可得,浮力大小跟物体排开的水所受重力大小相等。
物体未浸入水中时,从图乙可读出此时弹簧测力计的示数等于物体的重力在未完全浸入时弹簧测力计的示数逐渐减小,则浮力逐渐增大由图知物体浸没水中位置时弹簧测力计的示数为,所以物体所受的浮力;物块浸没前,物体排开的液体体积越大,物块所受的浮力越大;
由图可知弹簧测力计的示数有一段随的增大而不变浸没后,故可得出:浸没在液体中的物体所受浮力大小与它浸没在水中的深度无关。
由可知,物块的质量:
由阿基米德原理可知,物块的体积:
物块的密度:
。
所以答案为:
;;;;;
越大;浸没的深度;
。
5、小明利用弹簧测力计、烧杯、小桶、石块、细线等器材探究浮力大小与排开液体
的重力的关系。
部分实验操作步骤如图所示,遗漏的主要步骤是______,若将遗漏的步骤标注为,最合理的实验步骤顺序是______用实验步骤对应的字母表示。
小明进行实验并把数据记录在下表中。从表中数据可知石块受到的浮力是
______,排开液体的重力是______小明根据它们的大小关系归纳出了实验结论并准备结束实验,同组的小丽认为实验还没有结束,理由是______,接下来的实验操作应该是______。
实验步骤
弹簧测力计示数
实验结束后,小明还想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关,可取______相同的铁块和铝块,使其浸没在同种液体中,比较浮力的大小。
答案:
测量空桶的重力;、、、;
;;通过一组数据得出的结论会具有片面性或偶然性;换用不同液体重新实验;
体积
解析:
探究浮力大小与排开液体的重力的关系,需要测出物体排开水的重力,需要先测出空桶的重力,由图示实验可知,实验遗漏的步骤是:测量空桶的重力;
实验时,先测出空桶的重力,然后测出物体的重力,再将物体浸在溢水杯中,读出弹簧测力计的示数,根据得出物体受到的浮力,最后测出小桶和水的总重力,从而测出物体排开水的重力,因此合理的实验步骤是:、、、;
由实验步骤可知,物体浸在液体中时受到的浮力:;
由实验步骤可知,物体排开液体的重力:;
由于只测了一组实验数据,这样得出的结论会具有片面性或偶然性,所以为了寻找普遍规律,做完一次实验后,需要换用不同液体重新实验;
想进一步探究浮力大小是否与物体的密度有关,需要选用体积相同、密度不同的物体,使其浸没在同种液体中保证了液体密度相同、排开液体的体积相同,比较浮力的大小。
所以答案为:测量空桶的重力;、、、;
;;通过一组数据得出的结论会具有片面性或偶然性;换用不同液体重新实验;
体积。
阿基米德原理的内容:浸在液体中物体受到的浮力,大小等于被它排开的液体受到的重力;要验证阿基米德原理就要测出物体的浮力,可根据得出,然后测出排开液体的重力,两者进行比较即可验证。
根据称重法求出实验中物体所受的浮力;用桶和水的总重力减去桶的重力算出排开水的重力;为了找普遍规律,需要换用不同的液体再次实验;
根据控制变量法的要求,要探究浮力大小是否与物体的密度有关,需要选用体积相同的不同物体使其浸没在同种液体中,比较浮力的大小。
本题目就是考查学生对阿基米德实验的掌握程度,看学生能否掌握每个步骤,以及每一步要测量的对象,只要基本知识掌握扎实,题目不难做出。
6、某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,验证阿基米德原理.
先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为__________.
把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为__________石块排开的水所受的重力可由__________填字母代号两个步骤测出.
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_________________.
为了得到普遍规律,接下来应该________________________的物体多次实验.
答案:
物体所排开液体的重力 更换大小不同
解析:略
7、如图,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:
用弹簧测力计测出物体所受的重力图甲
将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中,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图乙
测出接水后小桶与水所受的总重力图丙
将小桶中的水倒出,测出小桶所受的重力图丁
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:
物体浸没在水中,受到水的浮力 ,被排开的水所受的重力 。用上述测得量的符号表示
指出本实验产生误差的原因写出两点
。
物体没有完全浸没在水中, 选填“能”或“不能”用该实验验证阿基米德原理。
答案:
;
测量时测力计未保持静止;小桶中的水未倒净合理即可
能
解析:略
8、在物理实验操作考查中,小雨抽测的实验题目是“探究浮力的大小”。他的实验操作步骤如图所示,实验过程如下.
A.用细线将橡皮挂在弹簧测力计下,测出橡皮的_____________;
B.将水倒入溢水杯中;
C.将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没水中,让溢出的水全部流入小桶中,同时__________;
D.将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下,读出此时弹簧测力计的示数;
E.记录、分析实验数据,得出实验结论;
F.整理实验器材。
请根据小雨的实验过程回答下面问题:
指出小雨在实验操作中漏掉的一个步骤:_________________________。
指出上面实验操作中的一处错误:_________________________________________。
如果用能够漂浮在水面的木块代替橡皮做此实验,那么与上述操作不同的一个步骤是_______填字母。
小雨从橡皮接触水面到逐渐没入水中,在确保不碰到溢水杯底的过程中,下图中能正确反映弹簧测力计示数和橡皮下表面到水面距离关系的图象是:________。
小雨最后还算出了这块橡皮的密度为______________
答案:
A.重力
C.观察弹簧测力计的示数
测量空桶的重力
溢水杯没有装满水
解析:
在“探究浮力的大小”实验中:
用称量法测出浮力大小,即:首先测出物体在空气中的重力,然后将其浸入水中,测出此时弹簧测力计的示数 ,那么物体所受的浮力为:浮示;
用溢水法收集物体排开的水,将溢水杯装满水,然后将物体浸入水中,用其他容器需先测出其重力接住溢出的水,然后再测出装有溢出的水的容器的总重力,两者之差就是物体排开水的重力;
漂浮在水面上的物体只有部分浸入水中。
在“探究浮力的大小”实验中,用“称量法”测出物体受到的浮力,即浮示;用两次称重测出物体在液体中排开液体的重力,进行比较得出:物体在液体中受到的浮力,大小等于它排开的液体的重力;
明确横纵轴表示的内容,再分析随的变化趋势,与表格中的实验结果相对照;
根据由物阿基米德原理,求出物体体浸没在水中的体积,即物体的体积,物体密度可求。
本题“探究浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系”,涉及实验操作顺序、阿基米德原理的内容、浮力公式的运用、操作的注意事项等,是一道基础题。
A.用细线将橡皮挂在弹簧测力计下,测出橡皮的重力;
C.将挂在弹簧测力计下的橡皮浸没水中,让溢出的水全部流入小桶中,同时读出弹簧测力计的示数;
实验中要测出溢出水的重力,应先测出盛水小桶的重力,由实验步骤可知,小雨的实验操作漏掉的步骤是:用弹簧测力计测空小桶的重力;
物体放入水中前,溢水杯应该是满水的,否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积,故错误的实验步骤是;
木块和橡皮的区别在于:木块的密度小于水的密度,会漂浮在水面上,而不会浸没在水中不施加外力的情况下,因此若用木块代替橡皮做此实验,步骤会有所不同;
由表中实验数据可知,拉力随的变化趋势是先变小后不变,由图示可知,B正确;
在实验中,物体受到的浮力,物体浸没在液体中,物体排开液体的等于物体自身的体积,根据阿基米德原理,
,所以,物体的密度:
。
所以答案为:
A.重力
C.观察弹簧测力计的示数
测量空桶的重力
溢水杯没有装满水
。
9、为了探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受的重力的关系,小斐进行了如下图所示的实验:
图甲中你觉得最合理的实验顺序是___________。
甲图中小石块浸没于水中受到的浮力___________,被排开的水所受的重力___________。比较和的关系,可知浮力大小等于物体排开液体所受的重力。
乙图中弹簧测力计的示数___________。
小石块的密度是___________
答案:
;
;;
或小于;
解析:
本题是一道综合题,综合考查了学生的实验和计算能力,理解阿基米德原理是解答本题的关键。
本实验要先测物体和空桶的重力,然后把物体浸没水中,测出物体所受到拉力,根据称重法求出浮力,最后再测出桶和溢出水的重力得出排开水的重力;比较浮力大小和排开水所受重力的关系得出结论;
由根据称重法求小石块浸没于水中受到的浮力;
由可知,被排开的水所受的重力;
物体所受浮力大小与排开液体体积和液体密度有关,与浸没的深度无关;
根据阿基米德原理公式和称重法求浮力公式分别列出等式,然后联立解答。
在探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受的重力的关系实验中,要比较浮力大小与排开液体重力的关系,需要先测出空桶和小石块的重力,这样才能正确测出小石块受到浮力和排开水的重力,故顺序为;
由可知,小石块浸没于水中受到的浮力为:
,
由可知,被排开的水所受的重力为:
;
乙图中物体浸没在盐水中,根据可知,在排开液体体积不变时,液体密度变大,浮力越大,则弹簧测力计示数越小;
由可知,小石块的体积为:
,
由可知,物体的质量为:
,
根据可知,物体的密度为:
。
10、小鹭做“阿基米德原理”实验的步骤如图所示。
小鹭处理数据时,发现实验步骤有所遗漏。遗漏的步骤 为______。若将遗漏的步骤标注为,则最合理的实验步骤依次为______用实验步骤对应的字母表示。
通过实验步骤______选填代号可求出石块受到的浮力。
实验步骤、、、中,弹簧测力计的示数依次为、、、若这些示数之间关系满足用式子表示____________,则可证阿基米德原理正确。
答案:
、测量空桶的重力;、、、;
、;
;
解析:验证“阿基米德原理”实验,需要测出物体排开水的重力,需要先测出空桶的重力,由图示实验可知,实验遗漏的步骤是:测量空桶的重力;
实验时,先测出空桶的重力,然后测出物体的重力,再物体浸没在溢水杯中,读出弹簧测力计的示数,根据得出受到的浮力,最后测出小桶和水的总重力,因此合理的实验步骤是:、、、。
根据得出受到的浮力,则实验步骤是、。
由实验过程可知,物体浸没液体中受到的浮力:,物体排开液体的重力:,如果满足:,可以证明:浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。
阿基米德原理的内容:浸在液体中物体受到的浮力,大小等于被它排开的液体受到的重力;要验证阿基米德原理就要测出物体的浮力,可根据得出,然后测出排开液体的重力,两者进行比较即可验证。
本题目就是考查学生对阿基米德实验的掌握程度,看学生能否掌握每个步骤,以及每一步要测量的对象,只要基本知识掌握扎实,题目不难做出。
11、如图,“验证阿基米德原理”的实验步骤如下:
用弹簧测力计测出物体所受的重力图甲
将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中,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图乙
测出接水后小桶与水所受的总重力图丙
将小桶中的水倒出,测出小桶所受的重力图丁
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:
物体浸没在水中,受到水的浮力 ,被排开的水所受的重力 。用上述测得量的符号表示
指出本实验产生误差的原因写出两点
。
物体没有浸没在水中, 选填“能”或“不能”用实验验证阿基米德原理。
答案:
; ;测量时测力计未保持静止;小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶;能
解析:
本题验证阿基米德原理,考查实验过程和误差分析,要掌握。
根据称重法测浮力得出物体浸没在水中受到水的浮力;被排开的水所受的重力:;
实验产生误差的原因:
从测力计测量的角度分析;
从小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶等分析;
若物体没有完全浸没在水中,按照上面的方法,仍能用实验验证阿基米德原理。
根据称重法测浮力:物体浸没在水中,受到水的浮力:;
被排开的水所受的重力:;
实验产生误差的原因:
测力计的精度不够,测量时测力计未保持静止等;
小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶等。
实验中需要测量出物体受到的浮力和排开水的重力,与物体浸没还是不浸没没有关系,物体没有完全浸没在水中,按照上面的方法,能用实验验证阿基米德原理。
所以答案为:;;测量时测力计未保持静止;小桶中的水未倒净,排开的水未全部流入小桶;能。
12、小明和小华各自做“验证阿基米德原理”的实验,如图所示为小明实验的示意图,图所示为小华实验的部分示意图。
在小明的实验中,弹簧测力计的示数分别为、和量筒中水面刻度值分别为、,浸没时物体上下表面压力差为 ,若满足关系式 时,则可以验证阿基米德原理水的密度已知。
在小华的实验中,应使用天平测量 选填“溢水杯”或“小烧杯”的前后质量之差,即为溢出水的质量。若此时图中两弹簧测力计的示数差值跟满足关系 时,则可以验证阿基米德原理。
阿基米德原理:浸在液体中的物体受到 的浮力,浮力大小等于 。
两位同学实验相比,请你说说他们各自的优点:
。
答案:
小烧杯;
竖直向上;物体排开液体的重力
小明实验中无需添加其他测量工具,可直接测得排开液体的体积进而计算得到排开液体的重力;小华实验中可以直接测得排开水的质量,计算简便
解析:略
13、如图所示,某同学为了探究“浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系”,按照、、、的顺序做了如下的实验:
上图所示的、、、四个步骤,更合理的实验顺序是______;
______两步骤可计算出物块浸没在水中时受到的浮力;
______两步骤可得出物块排开水所受的重力;
为了使实验结论更为可信,将物块换成其它物体,再进行几次实验,其主要目的是______;
下列图中,能正确反映弹簧测力计示数和物块下表面在水中的深度关系的图象是______选填序号。物块未接触容器底
答案:
、 、 多次测量找规律、排除偶然性 丁
解析:合理的实验顺序是:
D、测出空桶所受的重力;
A、测出物体所受的重力;
B、把物体浸没在装满水的溢水杯中,读出弹簧测力计的示数;
C、测出桶和排开的水所受的重力。
合理的实验顺序是;
根据称重法可知需要测量的物理量:物体的重力、物体完全浸没后测力计的拉力,即、两步骤可计算出物块浸没在水中时受到的浮力;
由可知需要测量的物理量是:小桶的重力、物体排开的水和小桶的总重力,即、两图可得;
本实验多次实验的目的是:多次测量找规律、排除偶然性;
随着金属块浸在水中体积的增大,浮力增大,则测力计示数减小,当物体完全浸没时,排开水的体积不变,受到的浮力不变,所以测力计示数不变,所以水深度的关系是先减小后不变,所以丁正确。
所以答案为:;、;、;多次测量找规律、排除偶然性;丁。
要先测物体的重力和空桶的重力,然后再把物体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数,根据称重法求出浮力;最后再测出桶和溢出水的重力得出排开水的重力;
根据称重法和,可知需要测量的物理量及对应的实验步骤;
科学探究实验一般进行多次。目的有二:发现规律,避免结论的偶然性;取平均值减小误差;
分析浮力的变化情况,得出拉力的变化情况结合图象进行分析。
本题考查了探究浮力大小的实验,主要考查了控制变量法的应用,看懂实验图和理解题意是解决本题的关键。
14、在“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验中,小明用弹簧测力计、密度大于水的合金块、溢水杯、小桶等器材进行实验,实验操作步骤如图所示,实验过程如下:
将水倒入溢水杯中;
用细线将合金块挂在弹簧测力计下,测出合金块的重力;
将挂在弹簧测力计下的合金块缓慢浸没水中,让溢出的水全部流入小桶中,同时读出弹簧测力计的示数;
将盛有溢出水的小桶挂在弹簧测力计下,读出此时弹簧测力计的示数;
记录、分析实验数据,得出实验结论;
整理实验器材。
请根据小明的实验过程简答下面问题:
小明的实验操作中存在一处错误,是步骤_________填写对应的字母。
小明的实验操作中漏掉了一个步骤,该步骤是:___________________。
若小明不更正错误,根据图中步骤_______填写对应的字母可知合金块浸没水中时受到的浮力为_________,根据阿基米德原理,此时也可求出小桶的重力为______。这个重力比小桶真实的重力_________选填“偏大”或“偏小”。
答案:
将空的小桶挂在弹簧测力计下,读出此时弹簧测力计的示数 偏小
解析:
合金块放入水中前,溢水杯中的水应该是满的,否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积,因此:小明的实验操作中存在一处错误,是步骤,应改为用水装满溢水杯;
实验中要测出溢出水的重力,应先测出空小桶的重力,由实验步骤可知,小明的实验操作漏掉的步骤是:将空的小桶挂在弹簧测力计下,读出此时弹簧测力计的示数;
由称重法测浮力,根据图中步骤、,可知合金块浸没水中时受到的浮力为:
;
排开水的重力:,根据阿基米德原理,可以求出空桶的重力,;
根据溢水杯的水没有装满,溢出的水偏少,使得偏小,求得的空桶的重力偏小。
所以答案为:;将空的小桶挂在弹簧测力计下,读出此时弹簧测力计的示数;;;;偏小。
在“探究浮力的大小”实验中:
合金块放入水中前,溢水杯中的水应该是满的,否则小桶内所盛的水将小于物体排开水的体积;
实验中要测出溢出水的重力,应先测出空小桶的重力;
由称重法测浮力,根据图中步骤、,可知合金块浸没水中时受到的浮力;
排开水的重力:,根据阿基米德原理可以求出空桶的重力,根据溢水杯的水没有装满分析解答。
本题考查探究浮力的大小实验的正确操作步骤和称重法测浮力及注意事项。
15、Ⅰ如图,为了探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受重力的关系,某同学进行了实验:
将石块浸入装满水的溢水杯中如图,石块所受浮力是________;
比较图和图可知,石块在水中所受浮力与浸没的_______无关;
该同学做完实验总结出浮力跟它排开液体所受重力的关系_____________。Ⅱ小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器,分别装有一定量的水和盐水,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。
分析图甲、乙、丙,说明浮力的大小与______有关。
为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用______图的装置来进行操作。
圆柱体浸没在水中时受到的浮力是______,圆柱体的体积是______取
用图示实验数据测出盐水的密度是______。
答案:
I.
;
深度;
.
物体排开液体的体积;
丙、丁;
;;
解析:
I.
本题主要考查了对阿基米德原理实验内容的理解,要掌握每个环节的目的,并能够根据实验现象得出结论。
要先测合金块的重力和空桶的重力,然后再把金属块没入水中,测出合金块受到的浮力,最后再测出桶和溢出水的总重力,得出浮力大小等于它排开液体的重力,与浸没在液体中的深度无关。
图中可得石块的重力;
由知,石块浸没在水中时,受到测力计的拉力,可知浮力;
图,石块浸没在水中的深度不同,测力计的示数相同,可知所受浮力相同,则可得浮力与浸没的深度无关;
由两图可知,排开水的重力,可知。
所以答案为:
;
深度;
.
本题考查了探究影响浮力大小因素实验、求物体的体积与密度问题,要掌握称重法测浮力的方法、应用浮力公式即可解题,应用控制变量法是正确解题的关键。
分析图示实验,根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论;
探究浮力与物体浸入液体深度的关系,应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,分析图示实验,然后答题;
物体的重力与测力计拉力之差是物体受到的浮力,根据浮力公式求出物体的体积;根据浮力公式求出盐水的密度。
由图甲、乙、丙所示实验可知,物体排开液体的密度相同而排开液体的体积不同,物体受到的浮力不同,由此可知,浮力大小与物体排开液体的体积有关;
探究浮力与物体浸入液体深度的关系,应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,由图示实验可知,图丙、丁所示实验中物体排开液体的密度、物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,可以选用图丙、丁所示实验探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系;
由图甲、丙所示实验可知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力:
;
由得圆柱体的体积:
;
由图甲、戊所示实验可知,圆柱体浸没在盐水中所受浮力:
,
浮力,盐水的密度:
。
所以答案为:
物体排开液体的体积;
丙、丁;
;;
16、某同学为探究漂浮在水面上的物体受到的浮力大小是否遵从阿基米德原理的结论,他进行了如图所示的实验.实验中所用弹簧测力计的一个黑格或一个白格均表示请回答下列问题:
由图中的测量可知,由图中、可知木块漂浮时受到浮力的大小是______
图中、两次测量的目的是为了测出______ 的大小.
分析上述实验可得出初步结论:漂浮在水面上的物体受到的浮力大小______ 阿基米德原理的结论.选填“遵从”或“不遵从”
答案:
;木块排开水的重力;遵从
解析:木块漂浮时排开水的重力等于木块漂浮时受到的浮力,由图可知,此时木块的重力为,故浮力为.
图中测空杯的重力,图测杯与水的总重力,、两图所示实验的目的是测出木块排开水的重力的大小;
浮力等于,排开水的重力等于,则遵从阿基米德原理.
所以答案为:;木块排开水的重力;遵从.
本题目关键要看清图,找到示数的大小,关键要清楚实验的步骤,条理要清晰,知道每一步测量的对象,从而验证最后的阿基米德原理,检查学生能否掌握每个步骤,以及每一步要测量的对象,只要基本知识掌握扎实,题目不难做出.
17、如图所示是探究“物体所受浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”的实验。
实验操作中甲、乙、丙、丁四个步骤先后顺序应该是_________________。
当图中的四个测量值、、、满足关系式_______________________时,就可以得出物体所受浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。
若在图乙的操作中物体未完全浸没到水中__________选填“会”或“不会”影响实验的结果。
某同学按照实验的操作测得,,,,根据这组数据他通过进一步计算,得出实验中所用石块的密度为____________。
为了得到更普遍的结论,下列继续进行的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.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
答案:
丁甲丙乙;
;
不会;
;
解析:
本题意在考查对浮力等所学知识的识记能力和综合应用能力,及熟记和理解基础知识是解答此题的关键。
在实验中得出的结论是浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体的重力,所以要测出物体的重力、物体浸没在水中时的拉力及排开水的重力;而要测出排出水的重力,应先测出空桶的重力,再测出空桶与水的总重;要正确测出物体排开水的重力,则应在溢水杯中装满水,然后将物体浸没在水中,并收集排出的水
比较浮力和排开的水重得出结论;
浸在液体中的物体受到的浮力决定于液体的密度和物体排开液体的体积;
则物体浸没在水中受到的浮力:由可得物体的体积,根据密度公式可得答案。
本实验无需测出物块所受到的浮力的具体值,不用取平均值,应换用多种方式进行不同实验,
实验操作中甲、乙、丙、丁四个步骤先后顺序应该是丁甲丙乙。
当图中的四个测量值、、、满足关系式时,就可以得出物体所受浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。
若在图乙的操作中物体未完全浸没到水中不会选填“会”或“不会”影响实验的结果。
某同学按照实验的操作测得,,,,根据这组数据他通过进一步计算,得出实验中所用石块的密度为。
A.由于本实验无需测出物块所受到的浮力的具体值,不用取平均值,故A不合理;
B.由于本实验是探究“物体所受浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”与用液体种类无关,合理;
C.由于本实验是探究“物体所受浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”与用物块种类无关,合理。
所以选A。
所以答案为:
丁甲丙乙;;不会;;。
18、小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验.请你根据小明的实验探究回答下列问题取
比较图______ ,说明浸在液体里的物体会受到浮力的作用;比较图与图可得到的结论是______
在与两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与______ 的关系;这种研究方法叫做______ .
根据与两图所标的实验数据,可知物体浸没在水中所受的浮力为______ ;还可以测得物体的密度为______
根据与两图所标的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为______ ,盐水的密度为______ .
答案:
;在液体密度一定时,排开液体的体积越大,物体所受到的浮力越大;液体密度;控制变量法;;;;
解析:由图可知,物体的重力是,在图中,物体浸入水中时弹簧测力计的示数变为,示数减小了就说明物体受到了竖直向上的浮力;
B、两图中物体浸入的是同种液体,液体的密度是一定的,图中物体排开水的体积比较大;
根据可知,图中物体受到的浮力等于,图中物体受到的浮力等于;
由此得出:在液体的密度一定时,物体排开液体的体积变大时,物体受到的浮力就会变大;
图与图,物体都是浸没,物体排开液体的体积是一定的,但液体密度不同,是探究浮力的大小和液体密度的关系,盐水密度比水的密度大,物体浸在盐水的浮力大于水中的浮力,所以得出结论:在物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体受到的浮力就越大;
探究浮力大小和液体密度的关系时,保证了物体排开液体体积一定,这种探究方法就叫控制变量法;
由、两图,根据;
由阿基米德原理,,完全浸没的物体体积等于排开液体的体积,;
物体的质量:,
物体的密度:;
由、两图,根据,
由阿基米德原理,,
盐水的密度:.
所以答案为:;在液体密度一定时,排开液体的体积越大,物体所受到的浮力越大;液体密度;控制变量法;;;;.
挂在弹簧测力计下的物体,若浸入液体中,弹簧测力计的示数减小就说明物体受到了竖直向上的浮力;
、两图中液体的密度是不同的,两图中物体排开液体的体积相同,根据求出浮力,若浮力相等就说明浮力的大小和物体排开液体的密度无关;影响浮力大小的因素是多个,实验时要采用控制变量法;
由、两图,根据求出浮力,得出浮力,再由阿基米德原理求出物体的体积,根据密度公式可求物体密度的关系;
由、两图,根据求出浮力,得出浮力,再由阿基米德原理求出液体密度.
本题考查了探究影响物体所受浮力大小因素的实验,侧重考查了控制变量的应用,一个现象受到多个因素的影响时,研究其中一个因素的作用时,一定采用控制变量法,要注意保证其它因素是相同的.
19、小华做“验证阿基米德原理”的实验中,用图所示的溢杯和小桶收集石块排开的水,他的实验过程分别如图、、、所示。
图所示,是小华在使用______测量石块的______。
若图中四个测量值、、、满足关系式______,该原理将得到验证。
以下关于实验过程中的操作,会影响验证结果的是______。
A.图中溢杯内未盛满水。 图中小桶内有少量水。 图中石块未浸没水中。
石块从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强______选填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“保持不变”。
答案:
弹簧测力计 重力 保持不变
解析:图是使用弹簧测力计测量石块所受的拉力,重力与拉力是一对平衡力,即测量石块所受的重力;
由于,,当时,则,所以可以验证阿基米德原理。
图中溢杯内未盛满水,则测得排开水的重力会偏小,会影响验证结果。
B.图中小桶内有少量水,石块排开水后,小桶重力的两次示数之差仍为排开水的重力,不影响实验结果。
C.图中石块未浸没水中,此时浮力小,排开的水的体积也小,不影响实验结果。
所以选A;
溢水杯中的水应该满的,圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中的过程,溢水杯中水的深度不变,由可知,水对溢水杯底的压强保持不变。
所以答案为:弹簧测力计;重力;;;保持不变。
测力的仪器是弹簧测力计;
浮力大小是根据称重法得出的;;排开液体的重力。
根据石块收到的浮力和排开的水的重力分析。
根据分析圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强。
阿基米德反映了浸在液体中的物体受到的浮力与物体排开液体的重力的关系,只有掌握阿基米德的内容,才能正确掌握实验目的。
20、小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验。请你根据小明的实验探究回答下列问题。
在与两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与液体______的关系;根据与两图所标的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为______。
小明对、、、四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关。
对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而______填“增大”“减小”或“不变”;
当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度______填“有关”或“无关”。
在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为______。
小明利用浮力和杠杆的知识,发明了一个密度称。如图,轻质杠杆可绕点转动,在、两端分别挂有两个完全相同的正方体、边长为,重力为,,。小聪向容器中倒入不同密度的液体,每次都将浸没与液体中,移动物体,使杠杆在水平位置平衡,上便可以标出不同液体的密度值。
当物体浸没在水中时,物体移动到点时杠杆恰好水平静止,那么的长度为______,在点标上。
这个密度称能够测量的最小液体密度为______。
上的刻度是否均匀:______填“是”或“否”
答案:
液体密度 增大 无关 否
解析:分析图与,排开液体的体积相同,液体的密度不同,可得出浮力的大小与排开液体密度有关;
由图知:,由图知,,所以;
探究物体浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关时,应控制液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素相同,实验、中物体在液体中浸没的深度改变的同时,其排开液体体积是变化的,,因图中弹簧测力计的示数小于图中的示数,根据,故F,浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大;图、中,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,弹簧测力计的示数保持不变,浮力的大小与深度无关;
由知,物体浸没在水中时的浮力,由,浸没在盐水中受到的浮力,根据阿基米德原理,因,,
盐水密度:
;
由图知:端所受得力等于重物对杠杆的拉力,大小等于物体的重力,即;
当物体浸没在水中时,受到的浮力为:
;
物体受到的力:点对的拉力、浮力、重力
故物体受到的拉力为:;
此时物体移动到点时杠杆恰好水平静止,
由 得:,
的长度:;
液体密度越小,浮力越小,拉力越大,根据 知:在、不变时,拉力越大,越大,最大为,为
根据,
所以,
物体受到的力:点对的拉力、浮力、重力
故物体受到的浮力为:;
根据知液体的密度为:
。
根据杠杆的平衡条件知:
因为、、、都为定值,与不成正比,故的刻度不均匀。
所以答案为:液体密度;
增大;无关;
;
;;否。
影响浮力大小的因素是排开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,就要控制另外一个因素一定,由此进行解答;由“称重法”可以测出物体在水中受浮力的大小;
比较和;与实验,找出相同因素和不同因素,结合控制变量法的思想得出实验结论;
根据计算出在水中和盐水中受到的浮力,根据在水中和在盐水中排开液体的体积相等列出关系式求出盐水的密度;
根据阿基米德原理算出物体全部浸没水中时受的浮力,对物体受力分析得出拉力,根据杠杆的平衡条件算出的长度;
根据 知:在、不变时,拉力越大,越大,即液体密度越小,越大;
根据杠杆的平衡条件分析出物体在点时拉力,对物体受力分析算出此时的浮力,在根据阿基米德原理算出液体的密度;
根据杠杆的平衡条件写出液体密度和长度的关系式,判断出上的刻度是否均匀。
本题探究影响浮力大小的因素,涉及称重法、测液体的密度、控制变量法等知识,考查实验数据分析归纳结论的能力。
21、小明同学在探究浮力的实验中:
如图甲,把半径为、密度均匀的实心小球用细线挂在弹簧测力计上,测得其重力为______,他用手竖直向上轻轻托起小球,弹簧测力计示数将变______。
他又将小球缓慢放入盛有适量水的烧杯中,弹簧测力计的示数逐渐变小,说明小球受浮力作用且浮力的方向是竖直向______,当小球顶部距水面时,弹簧测力计示数为,如图乙,小球受到的浮力大小是______。
为进一步研究浮力产生的原因,小明自制了薄壁实验箱,左右分别是柱形箱和,箱下部有一圆孔与箱相通,他将上下表面是橡皮膜的透明空心立方体放在圆孔上紧密接触,并向箱中加入适量的水使浸没且沉在箱底,如图丙。现往箱加水至与下表面相平时,下表面橡皮膜______选填“受到”或“不受”水的压力作用;继续向箱中加水至上下表面橡皮膜形変程度相同时,则上下表面受到水的压力______选填“相等”或“不相等”;再向箱中加一定量的水,上下表面形变程度如图丁,则下表面受到水的压力______选填“大于”“小于”或“等于“”上表面受到水的压力。这就是浮力产生的真正原因。
同组小斌同学根据第小题中小球受到的浮力大小和第小题探究浮力产生的原因巧妙地计算出图乙中小球受到水对它向下的压力是______圆面积公式,取
答案:
小 上 不受 相等 大于
解析:
如图所示,弹簧测力计分度值为,示数为,则实心小球的重力为;
他用手竖直向上轻轻托起小球,此时物体受到竖直向上的拉力和拖力及竖直向下的重力的作用,根据力的平衡可知:;所以,托力变大时,测力计的示数变小;
将小球缓慢放入盛有适量水的烧杯中,弹簧测力计的示数逐渐变小,说明此时物体受到浮力与竖直向上轻轻托起小球的作用效果相同的力,所以则浮力的方向是竖直向上;
根据称重法,则小球受到的浮力为:;
图丙中,箱加水至与下表面相平时,由于下表面橡皮膜与箱中的水面相同,根据受到的压强为零,则它不受水的压力作用;
由于橡皮膜形変程度表明它的受力情况;所以当上下表面橡皮膜形変程度相同时,说明上下表面受到水的压力相等;
再向箱中加一定量的水,如图丁中下表面形变程度明显大于上表面形变程度,所以下表面受到水的压力大于上表面受到水的压力。这就是浮力产生的真正原因。
由可知小球受到的浮力为,则半个球受到的浮力为,如图所示:
,
则小球受到水向下的压力:
。
所以答案为:;小;上;;不受;相等;大于;。
先确定弹簧测力计的分度值,再根据指针位置读数;分析此时物体受到力的作用,根据力的平衡,分析测力计示数的变化;
浮力的方向竖直向上,利用称重法求小球受到的浮力;
往箱加水至与下表面相平时,根据即可判断下表面橡皮膜的受力情况;根据橡皮膜形変程度判断上下表面的受力情况;
由可知小球受到的浮力,可求则半个球受到的浮力,,可求小球受到水向下的压力。
本题考查了浮力的方向、阿基米德原理和称重法测浮力的应用,难点在第四问,借助半个球的浮力求解是关键。
22、在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数随圆柱体下降高度变化的图象。求:
分析图象可知,圆柱体重力是______;
圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是______;
圆柱体的体积是______;
圆柱体的密度是______;
分析图象段,可得结论:物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越______选填“大”或“小”;
分析图象段,可得结论______。
答案:
大 物体浸没到液体中后,浮力大小不变或者说物体浸没到液体中后,物体所受的浮力与物体浸入的深度无关
解析:由图象可知,当时,弹簧测力计示数为,
此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,。
从开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,对圆柱体受力分析可知,
。
由阿基米德原理得:
,
因为物体是全部浸没,所以,
由公式可求出物体的质量,
,
。
分析图象段,物体在液体中的深度逐渐增加,测力计读数在减小,说明物体在慢慢浸入水中,在逐渐增大,物体受到的浮力也在逐渐增大。
分析图象段,深度在增加,而测力计的读数不变,说明物体全部浸没水中,不变,浮力不变。
所以答案为:;;;;大;物体浸没到液体中后,浮力大小不变或者说物体浸没到液体中后,物体所受的浮力与物体浸入的深度无关。
由题知,物体缓慢下落,整个过程中物体受力平衡,图象反映的是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数随圆柱体下降高度的变化关系:
分析图象段,物体还未浸入水中,由二力平衡知此时弹簧对圆柱体的拉力即为物重;
分析图象段,物体全部浸没水中,对物体受力分析如右图所示求其受到的浮力;
由阿基米德原理求出,;
由公式求出质量,再由求出物体的密度;
设想情景,分析段,为物体慢慢浸入液体,至到浸没的过程,弹簧测力计的读数逐渐变小,由图知浮力的变化;
段表明物体全部浸没液体中,测力计的读数不变,说明了浮力不再变化。
本题用到的知识点有重力、质量、密度、单位换算、二力平衡、受力分析、阿基米德原理等,考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力,难度较大。
23、下列甲、乙、丙、丁四幅图是某实验小组利用弹簧测力计、溢水杯、圆柱形物块、小桶和水“探究浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系”的过程情景,其中弹簧测力计的示数依次是、、、。
在实验操作前细心的明天同学指出:在情景甲中存在错误,该错误是溢水杯中水面______。
纠正错误后,该探究实验的合理顺序为______用甲、乙、丙、丁表示。
在情景乙的测量中,溢水口还在溢水过程中,义正同学便急忙把小杯移开,开始测量小杯和溢出水的总重力,这样会导致测得“排开液体所受重力”______选填“偏小”、“不变”或“偏大”。
在完成实验之后,陶子同学发现实验桌上有一瓶用于测量密度的盐溶液,她思考之后建议:利用浮力来测量该液体的密度,经过组内一番讨论,仅增加了戊图注意:戊图中是盐水,乙图中是水所示情景,此时弹簧测力计示数为,则待测盐溶液的密度可表示为或,其中______用、表示。
答案:
未到达溢水杯的溢水口;
丁、甲、乙、丙;
偏小;
解析:要想测出物体排开的水的重力,溢水杯内水的液面必须到达溢水杯的溢水口,若达不到,则测得的排开的液体的重力会变小,故图甲中的错误为溢水杯内水面未到达溢水杯的溢水口;
合理的实验顺序是:
丁、测出空桶所受的重力;
甲、测出实心合金块所受的重力;
乙、把合金块浸没在装满水溢水杯中,测出合金块所受的浮力,收集合金块排开的水;
丙、测出桶和排开的水所受的重力;
故合理的顺序为丁、甲、乙、丙;
在情景乙的测量中,溢水口还在溢水过程中,把小杯移开,开始测量小杯和溢出水的总重力,此时测量的总重力会偏小,即测得“排开液体所受重力”偏小;
物体在水中时,根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力等于其排开的液体的重力,即:;
物体在液体中时,物体受到的浮力等于其排开的液体的重力,即:;
物体全部浸没在水和液体中时,物体的体积不变,排开的液体的体积是相同的;
则:;
;
,即:,解得:或,所以。
所以答案为:未到达溢水杯的溢水口;丁、甲、乙、丙;偏小;。
24、某中学两支物理小组的同学,在实验室中验证阿基米德原理
方案一,小刚用石块按如图甲实验步骤依次进行实验。由甲图可知,石块浸没在水中受到的浮力______,排开水的重力______,发现,造成这种结果的原因不可能是______。
A、整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
B、最初溢水杯中的水未装至溢水口
C、步骤中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部
方案二,如图乙,小明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。当小明逐渐调高升降台,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计的示数______选填“增大”、“减小”或“不变”,且弹簧测力计的示数变化量______选填“大于”、“小于”或“等于”的示数变化量,从而证明了。
为了多次实验得到普遍规律,方案______选填“一”或“二”的操作更加简便。
然后小明利用阿基米德原理测量某实心金属块的密度,实验步骤如下:
让小空筒漂浮在盛满水的溢水杯中,如图甲;
将金属块浸没在水中,测得溢出水的体积为,如图乙;
将烧杯中水倒掉,从水中取出金属块,如图丙;
将金属块放入小空筒,小空筒仍漂浮在水面,测得此时溢出水的体积为,如图丁。
请回答下列问题:
被测金属块的密度是______。
在实验步骤和中,将沾有水的金属块放入小空筒,测出的金属块密度将______选填“偏大”、“不变”或“偏小”。
答案:
;;;减小;等于;二;;不变
解析:
一方案一:
根据可知,石块浸没在水中受到的浮力;
排开水的中力;
,
A.若弹簧测力计都没有校零,那么四次测量结果都应加上测量前弹簧测力计示数,那么所得浮力与排开水的重力大小应不变,故A不可能;
B.若最初溢水杯中的水未装至溢水口,则石块排开水的只有一部分溢出到桶中,排开水的重力减小,有可能;
C.步骤中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部,则导致减小,增大,有可能;
故不可能的是。
二方案二:
重物浸入水中的体积越来越大时,排开液体的体积变大,根据可知,重物受到的浮力变大,
因为,所以弹簧测力计的示数变小;
又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,所以弹簧测力计的示数变大;
根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,所以弹簧测力计示数的变化量和弹簧测力计的示数变化量相等;
由上可知,方案二的操作可较方便的完成多次实验,使结论有普遍性。
由图乙可知,金属块的体积,在图丁中,小空桶和金属块处于漂浮状态,由阿基米德原理,得此时排开水的重力等于小金属块的重力;
由于图丙中小金属块拿出后,液面会下降,故图丁中排开水的体积等于倒掉的水的体积加上图丁中溢出水的体积,即,
故G,
,
故金属块的密度:
,
在实验步骤中测得的金属块的体积一定,在实验步骤和中,将沾有水的金属块放入小空筒,在步骤中金属块拿出时,液面下降的体积增大,在步骤中排开水的体积增大,步骤中增大的液面下降体积等于在步骤中增大的排开水的体积,故在步骤中将金属块放入小空筒溢出水的体积不变,则其重力不变,质量不变,所以根据可知,测出的金属块密度不变。
所以答案为:;;;减小;等于;二;;等于。
方案一根据称重法测出小石块受到的浮力;排开水的重力等于排开的水和小桶的重力之和减掉空桶的重力;逐一分析每个选项,确定不符合条件的选项;
方案二:
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示数的变化;
此时重物排开水的体积变大即溢出水的体积变大,据此可知弹簧测力计示数的变化;再根据阿基米德原理判断弹簧秤的示数变化量和弹簧秤的示数变化量之间的关系;
根据比较两个方案哪个操作更简便选择;
根据图甲和图乙求出金属块排开水的体积,即金属块的体积;根据图丙和图丁,再利用物体漂浮条件可得金属块的重力,然后利用求出其质量,最后根据计算金属块的密度;
根据分析在实验步骤和中,将沾有水的金属块放入小空筒,对实验结果的影响。
此题验证阿基米德原理,考查操作过程及误差的分析和对实验方案评估和改进,同时也考查了有关物体密度的计算、力的平衡、阿基米德原理等,根据已知条件确定金属块的体积和质量是解决此题的关键。综合性强,难度大,为压轴题。
25、在探究物体所受浮力大小与物体排开液体所受重力大小关系的实验中,小波的一次操作过程如图。
实验步骤:
用细线将物块系好,挂在已调零的弹簧测力计挂钩上,测出物块所受的重力如图甲,将数据记录在表格中;
将水倒入溢水杯中如图乙;
将挂在弹簧测力计挂钩上的物块浸没在溢水杯内的水中,不接触溢水杯,同时用小桶收集溢出的水,物块静止、待溢水杯中的水不再流出时,读出弹簧测力计示数如图丙,将数据记录在表格中;
将步骤中装有溢出水的小桶挂在弹簧测力计挂钩上,测出小桶和溢出水的总重如图丁,将数据记录在表格中;
利用求出物体所受浮力的大小,并与进行比较。
请指出上述步骤中存在的两个问题:
问题:______;
问题:______;
已知水的密度为,请根据小波测量出的物理量和及,写出计算物块体积的表达式:______。
答案:
问题:溢水杯未装满,则溢出到小桶中的水所受的重力小于物块排开的水所受的重力;
问题:没有测量空桶所受的重力,所以不能得到物块排开的水所受的重力;
解析:物体放入水中前,溢水杯应该是装满水的,否则溢出到小桶中的水所受的重力小于物块排开的水所受的重力;
排开水的重力等于桶与水的总重力减去空桶的重力,即:,由实验步骤知实验中没有测量空桶的重力;
由实验知
根据称重法,浮力等于铁块重力减去铁块浸没在水中时弹簧测力计的示数,
即:;
物体的体积等于排开液体的体积:。
用溢水法收集物体排开的水,将溢水杯装满水,然后将物体浸入水中,用其他容器需先测出其重力接住溢出的水,然后再测出装有溢出的水的容器的总重力,两者之差就是物体排开水的重力;
根据称重法测浮力大小,根据和比较表示出物块的体积。
26、小华做“验证阿基米德原理”的实验中,用图所示的溢杯和小桶收集石块排开的水,他的实验过程分别如图、、、所示。
实验时,使用图所示的溢水杯和小桶接收被测石块排开的水.为减少实验误差,要求“在浸入被测物块前,要使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平”,请写出达到该要求的操作要点:________________。
图所示,是小华在使用_______测量石块________。
若图中四个测量值、、、满足关系式_____________,该原理将得到验证.
以下关于实验过程中的操作,会影响验证结果的是____
A.图中溢杯内未盛满水.
B.图中小桶内有少量水.
C. 图中石块未浸没水中.
答案:
先在溢出杯中倒入水时,超过溢水口,并有水溢出,等水不再溢出
弹簧测力计 重力
解析:
根据实验的要求结合实验的过程来分析解答;
弹簧测力计能直接测出物体的重力;
由图可知,根据两图可测出物体浸在液体中受到的浮力,根据两图可测出物体排开液体的重力,再根据阿基米德原理的内容进行解答;
根据石块收到的浮力和排开的水的重力分析。
本题是验证阿基米德原理实验,充分考查了学生对基础知识的掌握程度,关键是掌握阿基米德原理的内容。
由题意可知,要达到溢水杯中的水面恰好与溢水口相平,则实验的要点是:先在溢出杯中倒入水时,超过溢水口,并有水溢出,等到水不再溢出时即可;
由图可知,弹簧测力计下竖直挂着石块,是用测力计测量石块的重力;
由图可知,图测出了石块的重力,图测出了石块浸没在液体中时测力计的拉力,图测出空桶的重力,图测出桶和石块排开液体的重力;
则物体浸入液体时受到的浮力为,物体排开液体的重力为,
如果时,即物体浸在液体中受到的浮力等于物体排开液体的重力,阿基米德原理就成立.
图中溢杯内未盛满水,则测得排开水的重力会偏小,会影响验证结果.
B.图中小桶内有少量水,石块排开水后,小桶重力的两次示数之差仍为排开水的重力,不影响实验结果.
C.图中石块未浸没水中,此时浮力小,排开的水的体积也小,不影响实验结果。
所以答案为:先在溢出杯中倒入水时,超过溢水口,并有水溢出,等到水不再溢出时;弹簧测力计;重力;;。
27、探究“浮力的大小等于什么”时,实验步骤如图所示.
请回答下列问题.
小石块重________.
排开的水重________.
为了使实验结论更为可信,将小石块换成钩码等其他物体再进行几次实验,其主要目的是________填序号.
A.多次测量求平均值,以减小偶然误差
B.多次测量找规律,排除偶然性
C.探究浮力的大小与哪些因素有关
实验是通过比较物体受到的重力与________受到的重力,得出结论
答案:
排开液体
解析:由第一步中弹簧测力计的示数可以读出小石块重.
由第二步可读出空桶重,由第五步读出小桶和溢出水受到的总重力为,则排开的水重.
换用多种物体进行实验,是为了使实验更具有普遍性,排除偶然性.
物体受到的浮力,排开的水重,由此可得物体所受浮力的大小与它排开液体所受的重力的关系.
28、如图甲是“探究浮力大小”的实验过程示意图。
实验步骤的合理顺序是______,步骤和______可以测出物块浸没在水中时受到的浮力______,步骤和______可以测出物块排开的水所受重力;比较与,可以得到结论是______。
图乙是物块缓慢浸入水中时,弹簧测力计示数随浸入深度变化的关系图象。分析图象,可得关于浮力大小的初步结论:
物块浸没前,______,物块所受的浮力越大;
物块浸没后,所受的浮力大小与______无关。
此物块的密度是______。
答案:
;;;;浮力大小跟物体排开的水所受重力大小相等;
物体浸入水中的体积越大;浸没的深度;
解析:该实验合理的步骤是先测出空桶的重力,再将物块挂在弹簧秤上测出物块的重力,将物体浸没水中读出弹簧测力计的示数,最后再测出小桶和水的总重;故合理的步骤为:;
由可知物体的重力为,由可知物体浸在水中时的拉力为,则;
由可知空桶的重力为,由可知水和桶的总重为,则;
比较与可得,浮力大小跟物体排开的水所受重力大小相等。
物体未浸入水中时,从图乙可读出此时弹簧测力计的示数等于物体的重力在未完全浸入时弹簧测力计的示数逐渐减小,则浮力逐渐增大由图知物体浸入水中位置时弹簧测力计的示数为,所以物体所受的浮力;物块浸没前,物体排开的液体体积越大,物块所受的浮力越大;
由图可知弹簧测力计的示数有一段随的增大而不变浸没后,故可得出:浸没在液体中的物体所受浮力大小与它所处深度无关。
由可知,物块的质量:
;
由阿基米德原理可知,物块的体积:
;
物块的密度:
。
所以答案为:
;;;;浮力大小跟物体排开的水所受重力大小相等;
物体浸入水中的体积越大;浸没的深度;
。
要先测物块的重力和空桶的重力,然后再把物块没入水中,测出物块受到的浮力,最后再测出桶和溢出水的重力;分析几步实验的相同因素和不同因素,就可知道这几步是探究哪个因素对浮力的影响,并根据测力计示数计算出每步浮力的大小,从而得出结论。
乙图中物体已全部浸入了水中,所以弹簧测力计的示数应读随的增大不变的一段的示数,利用称重法可计算出此时物体所受的浮力;
由图可知弹簧测力计的示数有一段随的增大而不变,可总结出物体所受浮力与深度的关系。
知道物体的重力可以根据计算出物体的质量,根据阿基米德原理计算出物体排开水的体积和物体的体积,最后根据密度公式计算出物体的密度。
本题是探究阿基米德原理的实验,考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力,难度较大。
29、某中学两支物理小组的同学,在实验室中验证阿基米德原理.
方案一:小刚用石块按如图甲实验步骤依次进行实验。由甲图中__________两次实验数据可得石块浸没在水中受到的浮力_____,由甲图中___________两次实验可知石头排开水的重力_____,发现,造成这种结果的原因不可能是_____。
、整个实验过程中,弹簧测力计都没有校零
、最初溢水杯中的水未装至溢水口
、步骤中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部
方案二,如图乙,小明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。当小明逐渐调高升降台,发现随着重物浸入水中的体积越来越大,弹簧测力计的示数_____选填“增大”、“减小”或“不变”,且弹簧测力计的示数变化量_____选填“大于”、“小于”或“等于”的示数变化量,从而证明了。
为了让物体不完全浸没水中,从而多次实验得到普遍规律,方案_____选填“一”或“二”的操作更加简便。
答案:
;;;;;
减小;等于;
二
解析:
此题验证阿基米德原理,考查操作过程及误差的分析和对实验方案评估和改进,同时也考查了有关物体密度的计算、力的平衡、阿基米德原理等,综合性强,难度大,为压轴题。
方案一:
根据可知,由甲图中、两次实验数据可得石块浸没在水中受到的浮力,石块浸没在水中受到的浮力;
由两次实验可知石头排开水的重力,排开水的重力;
所以,,
A.若弹簧测力计都没有校零,那么四次测量结果都应加上测量前弹簧测力计示数,那么所得浮力与排开水的重力大小应不变,故A不可能;
B.若最初溢水杯中的水未装至溢水口,则石块排开水的只有一部分溢出到桶中,排开水的重力减小,故B有可能;
C.步骤中,石块浸没后,碰触到溢水杯底部,容器对石块有支持力,测的偏小,则利用偏大,故C有可能;
不可能的是。
重物浸入水中的体积越来越大时,排开液体的体积变大,根据可知,重物受到的浮力变大,
因为,所以弹簧测力计的示数变小;
又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,所以弹簧测力计的示数变大;
根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,所以弹簧测力计示数的变化量和弹簧测力计的示数变化量相等,从而证明了。
由上可知,方案二的操作便于进行多次实验,得到普遍规律。
30、按照图一所示正确进行操作,可以探究“浮力大小跟排开液体所受重力大小的关系”,每次弹簧测力计的示数如图所示,观察实验过程可知:
乙图中溢水杯底受到的压力______选填“大于”、“小于”或“等于”甲图中溢水杯底受到的压力,如果乙图中圆柱体不慎碰到溢水杯的底部,圆柱体受到的浮力______填“变大”、“变小”或“不变”;
图中实验步骤的正确顺序是______。分析图中弹簧测力计的示数可以得出结论:浸在液体中的物体所受的浮力大小等于______;
圆柱体的体积是______,圆柱体的密度为______
为了使实验结论更具有普遍性和代表性,该同学还可以______。
A、多次测量取平均值
B、换用其他液体进行多次实验
C、换用不同的弹簧测力计进行测量
课后复习时,物理兴趣小组的同学们,经过反复的思考、讨论,提出了对该实验的改进意见,并动手制作出了如图二所示的实验装置,其中、为两个规格相同的弹簧测力计,为重物,为薄塑料袋质量不计,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,杯中加人红色的水,是升降平台摇动手柄,可使平台高度缓慢上升、下降,为铁架台。
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______;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秤的示数变化量,它们的大小关系是______选填“”“”或“”。
答案:
等于;不变;
丁甲乙丙;排开液体的重力;
;;
;
减小;增大;
解析:乙图中放入圆柱体后,水的深度不变,由可知容器底所受压强不变,底面积不变,由可得,溢水杯底受到的压力不变,即乙图中溢水杯底受到的压力等于甲图中溢水杯底受到的压力。
如果乙图中圆柱体不慎碰到溢水杯底部,虽然碰到底部,但仍受浮力,且排开液体的体积不变,因此浮力不变,只能说弹簧测力计示数变小,
实验过程是:
丁用弹簧测力计测出小桶的重力;
甲用弹簧测力计测出合金块的重力;
乙在溢水杯中盛满水,将合金块慢慢浸入水中,记下拉力;同时使溢出的水流入小桶;
丙用弹簧测力计测出小桶和溢出的水的总重力,求出排出的水重力。
所以实验顺序为:丁甲乙丙;
根据图中数据得出结论:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于排开液体所受的重力;
由甲图、乙图可得,
由可得,圆柱体排开水的体积,
圆柱体的质量,
因为圆柱体全部浸没,所以,
圆柱体的密度。
为了使实验结论更具有普遍性和代表性,该同学应换用其他的液体进行实验,B正确。
由分析知弹簧秤和弹簧秤的示数变化都是由重物排出水的多少决定,只是弹簧秤的示数随着排出水的增加而减小,弹簧秤的示数随着排出水的增加而增大。而弹簧秤增加的和弹簧秤减少的相等。
所以答案为:等于;不变;丁甲乙丙;排开液体的重力;;;;减小;增大;。
放入圆柱体后,溢水杯中的水仍然是满的,根据公式可知容器底所受压强的变化。再利用分析溢水杯底受到的压力情况;
当乙图中圆柱体不慎碰到溢水杯底部,圆柱体排开液体体积不变,由此分析圆柱体受到的浮力变化;
要先测合金块的重力和空桶的重力,然后再把金属块浸没水中,读出测力计的示数,根据称重法求出浮力;最后再测出桶和溢出水的重力减去空桶的重力得出排开水的重力;
分析比较浮力大小和排开水的重力大小;
由甲图、乙图或丙图、丁图可求得圆柱体受到的浮力,再利用可求得圆柱体排开水的体积,因为圆柱体全部浸没,所以,已知圆柱体的重力,可求得其质量,再利用密度公式可求得圆柱体的密度;
该实验为使结论具有普遍性和代表性,应换用不同液体进行实验;
根据浮力的计算公式可知,和一定时,变大,也变大,而弹簧称的示数,变大,不变,所以弹簧秤的示数变小。而弹簧秤的示数与重物排出的水的多少有关,逐渐调高平台,使重物浸入水中的体积越来越大,所以排出水的体积增大,重力增大。弹簧秤的示数变化量和弹簧秤的示数变化量,它们的大小相等,因为它们都等于重物排出水的重力变化量。
本题是探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系的实验,会用称量法算浮力,关键是从图上获取有用信息。
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