【期末物理实验专题复习】探究影响浮力大小的因素2025-2026学年人教版物理八年级下册
2026-06-17
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摘要:
**基本信息**
以实验探究为主线,系统覆盖浮力影响因素、阿基米德原理验证及密度计算,通过控制变量法与称重法构建完整解题体系,强化科学探究与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|浮力影响因素|8题|控制变量法(排开体积/液体密度/深度)、称重法(F浮=G-F示)|从浮力概念生成,通过实验比较推导影响因素,建立“排开体积-液体密度-浮力”关联|
|阿基米德原理|4题|原理验证(F浮=G排)、误差分析(溢水杯未装满影响)|基于浮力测量,验证原理并拓展至密度计算,形成“原理-应用”逻辑链|
|密度计算与应用|2题|密度计原理(F浮=ρ液gV排)、跨情境迁移|结合浮力公式推导液体密度,衔接实际测量工具,体现物理观念与科学态度|
内容正文:
【期末实验专题复习】探究影响浮力大小的因素
1.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,小明将一个物块挂在弹簧测力计下,并逐渐使其浸入水中。
(1)通过对图_________两个实验步骤的比较,可以知道物体浸没在液体中所受到的浮力与深度 _________(有/无)关。
(2)通过对图_________两个实验步骤的比较,可以知道物体在同种液体中所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)通过对图丁和戊两个实验步骤的比较,可以知道物体在同种液体中所受的浮力大小与_________有关。
(4)某兴趣小组又找来弹簧测力计、酒精、小桶、铁架台、吸管、刻度尺等器材验证阿基米德原理。(细线的质量和体积均忽略不计)
①同学们发现溢水杯中未装满水,如图(1)所示,这样实验会使测得的溢出水的重力_________(偏大/偏小)。
②正确操作后,根据图(1)、(2)和(3)三次实验中弹簧测力计示数的变化,如果F1﹣F5=_________等式成立(用图中弹簧测力计示数字母表示),说明阿基米德原理是正确的。
③细心的同学还根据图中部分弹簧测力计的示数,求得某液体的密度为_________g/cm3。并用一根长为20cm的吸管自制密度计进行验证,如图(4)所示,其中H= 14cm、 h= 12cm,该密度计测得某液体的密度为_________g/cm3,若要提高密度计的精确度,可采用下列哪项措施 _________。
A.选择横截面积更细的吸管制作密度计
B.减小吸管中配重的质量
C.以上两项措施都可以
2.小玉同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,如图表示探究过程及有关数据,请回答下列问题。
(1)金属块浸没在水中时受到的浮力为______N。
(2)小玉进行观察研究,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______;当金属块浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度______(选填“有关”或“无关”)。
(3)在E和D两图中,保持了______不变,观察测力计示数得出:同物体浸没在不同的液体中时,______越大,所受的浮力______(选填“越大”或“越小”)。
3.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:物体浸入液体中的深度有关;与液体的密度有关。为了验证上述猜想,小明做了如图所示的实验:
(1)分析①、________三次实验可以说明浮力大小与深度________(选填“有”或“无”)关;
(2)分析①、②、③三次实验可知浮力大小与________有关;
(3)分析①、④、⑤三次实验可得结论:________;
(4)探究完浮力大小的影响因素后,进行了如图所示实验操作,发现、、、这四个量的关系是________,从而得出阿基米德原理结论:________(用文字或符号表示均可)。
4.如图是小明“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验情形。
(1)小球未浸入水中时,弹簧测力计示数如图甲,小球受到的重力为___________N;
(2)小明将小球从图甲下降至图乙的过程中,发现弹簧测力计示数逐渐___________,同时容器内水面上升,由此初步分析得出:物体所受浮力的大小与它排开液体的体积有关;
(3)为探究浮力与液体密度的关系,小明又把小球浸没到事先配制好的盐水中,这样操作的目的是为了控制___________相同;他发现液体密度改变,而小球受到的浮力变化却不明显。小明想出下列四种实验改进方案,其中不可行的是___________;
A.换用体积更小的同种小球 B.利用现有器材进行多次实验
C.换用密度比水小得多的液体 D.换用密度比小球密度大得多的液体
(4)同组小华想利用弹簧测力计测量酱油的密度。把适量的酱油装入轻薄塑料袋,排出空气后扎紧口,用弹簧测力计测出重力为;塑料袋浸没水中后(如图丙),则塑料袋中酱油的密度为___________;
(5)小华又想用上述器材继续测量白酒的密度,请帮他想出一个可行的办法:___________;
(6)若在塑料袋中装入与酱油等体积的密度为的液体,并用弹簧测力计提着塑料袋浸没在水中,此时弹簧测力计的示数为___________N。
5.小华发现木头在水中是漂浮的,而铁块在水中会下沉,他猜想浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度有关。为此他进行了如下探究,请你帮助他完成实验。
(1)实验应选取体积相同、___________不同的物体A和B分别浸没在水中,测出其所受浮力并进行比较;
(2)请你帮助小华画出实验数据记录表格;
(3)分析甲乙两图的实验数据,可得出初步结论:________。
6.小风探究“浮力的大小跟哪些因素有关”时,进行了如图甲的实验操作。
(1)在D图中画出物体所受浮力的示意图(标明力的大小); __________
(2)图甲中,为探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关,应比较 __________三次实验;利用弹簧测力计测量的数据可以推算出,物体的密度为 __________kg/m3;
(3)小风想用图乙所示的实验器材验证阿基米德原理,以下情况会对得出实验结论产生影响的是 _______(填字母序号);
A.实验前小桶内有少量的水
B.溢水杯中的水没有加至与溢水口相平
C.物体没有全部浸没在水中
D.溢水杯中溢出的水洒了一些在桌上
7.如图所示,是“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验。
(1)将物体逐渐浸入水中,直至浸没,如图乙、丙、丁所示,浸没后,继续缓慢地增大物体在水中的深度,同时记录弹簧测力计的示数和物体下表面的深度。如图能正确反映物体所受浮力和物体下表面深度h关系的图像是_______。(填序号)通过分析发现,物体所受浮力与浸没时的深度无关,与排开液体的体积和液体密度有关。
A. B.
C. D.
(2)此实验不仅可以探究浮力大小的影响因素,同时借助图中数据还能测出盐水的密度为________。(结果保留两位小数)
8.小渝和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素,将物块竖放后挂在弹簧测力计上,测出物块的重力为2.7N。
(1)将物块部分浸入水中,发现弹簧测力计示数减小,说明了物块受到了竖直向上的浮力,当弹簧测力计示数如图甲所示时,浮力为__________N;
(2)接下来小渝继续按图乙、丙、丁所示进行实验,由甲、乙、丙的数据可知:在同种液体中,物体排开液体的体积____,受到的浮力越大;由丙、丁的数据可知:物体浸没在同种液体中时所受浮力大小跟深度无关;
(3)小渝将物块浸没在盐水中如图戊所示,分析数据可知:浮力大小与液体的_______有关,并通过计算得出所用盐水密度为____g/cm3。
9.小雨在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,用弹簧测力计挂着一铝块进行了如图1所示的操作。
(1)由A、B、C可知:随着铝块逐渐浸入水中,测力计的示数逐渐____(选填“变大”“变小”或“不变”),说明铝块受到的浮力逐渐变大;同时表明物体浸在同种液体中,所受的浮力大小与物体_____有关;
(2)如图C所示,此时铝块在水中所受浮力的大小为_____N;
(3)由A、C、D可知,浸在液体中的铝块所受浮力大小跟铝块浸没深度_____(选填“有关”或“无关”);
(4)由_____三次实验可知,浸在液体中的铝块所受浮力大小跟液体的密度有关。
(5)为了验证浮力大小是否与物体的形状有关,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2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_____。
10.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,使用的器材有弹簧测力计、带盖的玻璃瓶(瓶盖的质量、体积和形变忽略不计)、柱形容器等,操作过程如下:
(1)在容器中装入适量的水,将玻璃瓶装满水后悬挂在弹簧测力计下,并浸入水中,如图甲所示,容器中水面上升h,弹簧测力计示数为F;
(2)如图乙所示将玻璃瓶浸没水中,容器中水面又上升h,弹簧测力计示数为0.7F,由此可知浮力的大小与________有关。继续增大玻璃瓶浸没的深度,弹簧测力计示数不变,说明物体所受浮力的大小与________无关;
(3)为探究浮力大小与物重是否有关,将玻璃瓶中的一部分水倒出,再将玻璃瓶浸没到容器的水中,如图丙所示,弹簧测力计示数为0.5F。经过测量,图乙、丙操作中玻璃瓶所受浮力均为________ F,说明浮力的大小与物重无关。
11.小刚在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中,实验器材及实验过程中弹簧测力计的示数如图所示,请根据操作过程完成以下问题:
(1)在b图中物体受到的浮力是______N;
(2)通过分析a、c、d三组实验数据,可以得到的结论是:浮力的大小与______无关;
(3)选择a、d、e三组实验数据,可以探究浮力与______的关系;
(4)将a、d、e中的d替换为b却不能与a、d、e探究相同的关系,原因是______;
(5)由图中数据可以计算得出e中盐水的密度为______kg/m³。(ρ水=1.0×10³kg/m³)
12.在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验课上,小明选用一实心物块、弹簧测力计、体积相同的水和盐水等进行探究,弹簧测力计的示数如表格所示:
实验步骤
①
②
③
④
⑤
⑥
弹簧测力计示数
3.6
3.0
1.6
1.6
1.4
1.4
(1)由①②③三次实验可知:物体在水中受到的浮力大小与______有关;
(2)图⑤中物体此时所受浮力大小为______;
(3)由表中数据可知,盐水的密度为______;若实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并始终未调零,则算出的盐水密度______(变大/不变/变小);
(4)小明还用一根长为的吸管,在吸管的一端塞入合适质量的铜丝作为配重,并用石蜡将吸管的两端封闭起来自制密度计进行验证,这样制作目的是使密度计能______在液体中;如图乙所示,其中,,该密度计测得某液体的密度为______。
13.小桂按如图所示探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)比较图甲、乙、丙可以得出:同种液体中,物体受到的浮力大小与物体排开液体的__________有关;比较图甲、丁与__________可以探究浮力大小与液体密度的关系;
(2)小桂又做了图所示的实验,为了减小实验误差,合理的操作步骤顺序为__________(只填序号);若满足关系式:__________(用、、、表示),阿基米德原理成立。
14.某小组用如图所示的装置探究浮力大小与哪些因素有关,其中图c、d、e、f中液面相平,图d、f中物体M所处深度相同。
(1)比较图可以探究浮力的大小是否与________有关;比较图可以探究浮力的大小是否与________有关。
(2)图c中物体M受到的浮力为________N,图e中物体M受到的浮力为________N。
(3)图b中物体M浸在液体中的体积为________,物体M下表面受到的压力为________N。
(4)图f中盐水的密度为________,图f和图d中液体对物体M下表面压力的差值________(填“大于”“小于”或“等于”)0.3N。
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
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参考答案
1. 丙、丁 无 乙、丙 液体密度 偏小 F6﹣F2 0.8 0.75 A
【详解】(1)[1][2]分析比较实验步骤丙和丁,物块浸没在水中,深度不同,但所受浮力相同,可得出浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(2)[3]分析实验步骤乙、丙,随着物块排开液体的体积增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法可知,可以得出结论物体在同种液体中所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)[4]通过对图丁和戊两个实验步骤的比较,由称重法可知,物块所受浮力不同,可以知道物体在同种液体中所受的浮力大小与液体密度有关。
(4)[5]①溢水杯中未装满水,这样实验会使测得的溢出水的重力小于物块实际排开水的重力,得到溢出水的重力偏小。
[6]②根据阿基米德原理,浸在液体中物体所受的浮力等于排开液体的重力故当
F1﹣F5=F6﹣F2
时,可以验证阿基米德原理。
[7][8][9]③物块完全浸没水中时的浮力
F浮=ρ液gV排=F3﹣F1=4N﹣3N=1N
完全浸没时
物块在液体中受到的浮力为
F浮′=G﹣F'=4N﹣3.2N=0.8N
液体的密度
密度计处于漂浮状态,受到的浮力等于自身重力,密度计在水中受到的浮力和在另一种液体中受到的浮力相等,根据阿基米德原理可得
解得
密度计在液体中受到的浮力不变,根据F浮=ρ液gV排=ρ液gSh可知选择横截面积更细的吸管制作密度计可以提高密度计的精确度,故选A。
2. 3 增大 无关 排开液体的体积 液体密度 越大
【详解】(1)[1]根据图A和图C的实验数据,可知金属块浸没在水中所有的浮力为
(2) [2]由得,浮力的大小随着排开水的体积的增大而增大。
[3] 当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度无关。
(3) [4]观察图D和图E,金属块完全浸没在液体中,排开液体的体积相同。
[5] [6]观察图D,金属块完全浸没在水中,浮力为
观察图E,金属块完全浸没在煤油中,浮力为
金属块在浸没水中的浮力F浮大于浸没在煤油中的浮力F浮1,所以同物体浸没在不同的液体中时,液体密度越大,所受到的浮力越大。
3.(1) ③、④ 无
(2)物体排开液体的体积
(3)当物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大
(4)
【详解】(1)验证浮力与深度的关系,需要控制液体密度、物体排开液体体积相同,只改变浸入深度,因此选择①、③、④三次实验;由称重法可知,两次实验浮力大小相同,说明浮力大小与深度无关。
(2)①、②、③三次实验中液体密度相同,只有物体排开液体的体积不同,浮力不同,因此说明浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)①、④、⑤中物体排开液体体积相同,液体密度不同,且盐水密度更大,物体受到浮力更大,因此可得结论:当物体排开液体的体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
(4)实验中,由称重法可知,物体所受的浮力
物体排开液体的重力
因此四个量满足,由此得出阿基米德原理:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力,即。
4. 1.8 减小/变小 排开液体的体积相同 ABD 1.15 见解析 0.8
【详解】(1)[1]图中测力计分度值为0.2N,示数为1.8N。小球未浸入水中时,拉力等于重力,所以小球的重力为1.8N。
(2)[2]从图甲到图乙,物体排开水的体积逐渐在增大,由可知,浮力逐渐增大,由可知,拉力逐渐变小,即测力计示数逐渐变小。
(3)[3]探究浮力与液体密度的关系时,根据控制变量法,要控制物体排开液体的体积相同,图乙中物体完全浸没,所以将小球放入盐水中时,也要将小球完全浸没。
[4] A.换用体积更小的同种小球,则排开液体的体积更小,由可知,在密度变化量一定时,浮力差异更小,故A符合题意;
B.利用现有器材进行多次实验,不能改变浮力的变化量,故B符合题意;
C.换用密度比水小得多的液体,由可知,在体积变化量一定时,浮力差异变大,故C不符合题意;
D.换用密度比小球密度大得多的液体,小球将处于漂浮状态,不能控制小球排开液体的体积相同,故D符合题意。
故选ABD。
(4)[5]由图丙可知,酱油受到的拉力为0.6N,则浮力为
酱油的体积等于排开水的体积,故酱油的体积为
酱油的密度
(5)[6]把适量的水装入轻薄塑料袋,排出空气后扎紧口,用弹簧测力计测出重力为G1;塑料袋浸没在酒精中后,得出测力计示数为G2,则水的体积为
浮力为
酒精的密度为
(6)[7]液体的重力
液体浸没时受到浮力与酱油浸没时受到的浮力相等,所以浮力为4N,则浸没时测力计的拉力为
5.(1)密度
(2)
物体密度ρ物/kg·m-3
物体重力G/N
拉力F拉/N
浮力F浮/N
(3)浮力的大小与浸没在液体中的物体的密度无关
【详解】(1)小华猜想浮力大小与物体密度有关,因此应选择密度不同的物体进行浮力的测量和比较。
(2)实验中,需要有物体的密度、物体的重力、拉力和浮力,如下表所示
物体密度ρ物/kg·m-3
物体重力G/N
拉力F拉/N
浮力F浮/N
(3)由右图可知,物体A受到的浮力F浮A=F1-F1=3N-1.8N=1.2N
由右图可知,测力计的分度值为0.2N,示数为2.8N,即物体B在水中受到的拉力为2.8N,物体B受到的浮力F浮B=F3--F4=4N-2.8N=1.2N
两个密度不同的物体浸没状态下所受浮力相等,故浮力的大小与浸没在液体中的物体密度无关。
6. 见解析 A、C、D 4×103 BD
【详解】(1)[1]由A、D知道,物体浸在水中所受浮力为
浮力的方向竖直向上,如下图
(2)[2][3]为探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度是否有关,应控制液体密度和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,由图知道,实验序号为A、C和D的实验符合要求;由此可得出结论:其他条件一定时,浮力的大小与物体浸没的深度没有关系;由A知道,物体重力为
①
由AD知道
②
因为浸没,故
由知道
故
(3)[4]A.如果实验前小桶内有少量的水,只要先称出小桶的重力,就不会影响实验结论,故A不符合题意;
B.如果实验前溢水杯中的水面略低于出水口,溢出水的体积小于排开水的体积,也就是说容器中溢出的水的重力一定小于物体排开水的重力,所以物体受到的浮力的大小大于它排开水所受重力的大小,故B符合题意;
C.如果物体没有全部浸没在水中,其他操作步骤均正确,由称重法可知,物体受到的浮力的大小等于它排开水所受重力的大小,故C不符合题意;
D.溢水杯中溢出的水洒了一些在桌上,会导致测量的排开水所受重力偏小,影响实验结论,故D符合题意;
故选BD。
7.(1)D
(2)1.17
【详解】(1)根据题意,当物体没有完全浸没时,深度越深,弹簧测力计示数越小,根据可知,浮力越大,当物体完全浸没之后,深度加深,弹簧测力计示数不变,浮力不变。
故选D。
(2)由图甲可知,物体重力为2N,浸没水中时,所受浮力为
浸没盐水中时,所受浮力为
根据,排开液体体积一定时,物体所受浮力与液体密度成正比,即
整理得
8.(1)0.3
(2)越大
(3) 密度 1.1
【详解】(1)甲图中弹簧测力计示数,物块的重力,故浮力
(2)甲、乙、丙中,物块浸入水中的体积(排开液体体积)逐渐变大,弹簧测力计示数逐渐变小,浮力逐渐变大。故结论是:在同种液体中,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大。
(3)[1]丙中物块浸没在水中时,浮力
戊中物块浸没在盐水中时,浮力
排开液体体积相同,液体不同,浮力不同,说明浮力大小与液体的密度有关。
[2]根据阿基米德原理,,排开体积相同,则
故盐水密度
9.(1) 变小 排开液体的体积
(2)1
(3)无关
(4)A、D、E
(5)没有控制排开液体的体积相同
【详解】(1)由A、B、C可知:随着铝块逐渐浸入水中,测力计的示数逐渐变小,说明铝块受到的浮力逐渐变大,这表明物体在液体中所受的浮力大小与排开液体的体积有关。
(2)在图A中,弹簧测力计的示数为2.7N,即铝块的重力为;图C中,铝块浸没时弹簧测力计的示数为1.7N,即铝块受到的拉力为,根据称重法可得,铝块浸没在水中时受到的浮力为
(3)分析A、C、D三次实验数据可知,铝块浸没在水中的深度不同,弹簧测力计示数相同,则浮力相同,即浮力大小跟铝块浸没在水中的深度无关。
(4)分析A、D、E三次实验数据可知,排开液体的体积相同,液体密度不同,测力计示数不同,浮力不同,即浮力大小跟液体密度有关。
(5)根据控制变量法可知,要研究浮力大小与物体形状的关系,必须保证排开液体的体积和液体的密度不变,小明实验中改变了形状,但没有控制排开水的体积相同,故小宁认为小明的结论不可靠。
10. 排开液体的体积 浸没深度 0.6
【详解】(2)[1]图甲中玻璃瓶装满水后部分浸没水中,容器A中水面上升h,弹簧测力计示数为F,图乙中玻璃瓶装满水后全部浸没水中,容器A中水面又上升h,弹簧测力计示数为0.7F,说明排开水的体积变大,弹簧测力计的示数减小,由F浮=G-F可知浮力变大,可以得到浮力的大小与排开水的体积有关。
[2]物体浸没后继续增大玻璃瓶浸没的深度,弹簧测力计示数不变,由F浮=G-F可知物体所受浮力不变,说明物体受到浮力的大小与浸没的深度无关。
(3)[3]图甲中玻璃瓶装满水后部分浸没水中,容器A中水面上升h,弹簧测力计示数为F,图乙中玻璃瓶装满水后全部浸没水中,容器A中水面又上升h,说明
根据F浮=ρ液gV排可知在液体密度一定时,浮力的关系
图甲中的浮力F浮甲=G-F
图乙中的浮力F浮乙=G-0.7F
所以F浮乙-F浮甲=G-0.7F-(G-F)=0.3F
所以
解得F浮乙=0.6F
图丙中玻璃瓶浸没中水中,排开水的体积不变,由阿基米德原理可知浮力不变,所以图乙、丙操作中玻璃瓶所受浮力均为0.6F,说明浮力的大小与物重无关。
11. 1.4 浸没在液体中的深度 液体密度 没有控制排开液体的体积相同 1.2×103
【详解】(1)[1]由图a可知物体重力为
G=4.8N
图b中测力计示数为
F示=3.4N
由称重法可知所受浮力为
(2)[2]分析a、c、d三组实验数据,物体排开液体体积一定,液体密度相同,浸入液体深度改变,但浮力相同,所以浮力的大小与液体浸入水中深度无关。
(3)[3]由a、d、e三组实验可知,金属块浸入液体中的体积相同,液体的密度不同,弹簧测力计的示数不同,根据称重法可知,金属块受到的浮力不同,可以说明浮力大小与液体密度有关。
(4)[4] a、b、e三组实验液体密度不同,排开液体体积也不同,故不能探究浮力大小与液体密度的关系,原因是没有控制排开液体体积相同。
(5)[5]由图可知,物体浸没在水中所受浮力为
物体浸没在盐水中所受浮力为
根据阿基米德原理,当V排一定时,浮力与液体密度成正比。即
代数,即
解得盐水密度为
12.(1)浸在水中的体积
(2)2
(3) 1.1×103 不变
(4) 竖直漂浮 0.75
【详解】(1)在①②③三次实验中,液体都是水,物块浸在水中的体积不同,弹簧测力计的示数不同,根据称重法测浮力
物块重力不变,弹簧测力计示数不同则浮力不同,所以物体在水中受到的浮力大小与浸在水中的体积有关。
(2)根据称重法测浮力公式,由图①可知物块重力,图④中物块浸没在水中时弹簧测力计示数,根据称重法可得物块在水中受到的浮力
由于图⑤中物体排开液体的体积、液体的密度均未变,此时所受浮力仍为2N。图⑤中弹簧测力计示数比图④中小,是由于触底造成的,不影响所受浮力的大小。
(3)[1]由图①可知物块重力,图④中物块浸没在水中时弹簧测力计示数,根据称重法可得物块在水中受到的浮力
根据阿基米德原理,因为物块浸没在水中,所以
图⑥中物块浸没在盐水中时弹簧测力计示数,物块在盐水中受到的浮力
物块排开盐水的体积,再根据阿基米德原理可得盐水的密度
[2]若实验前,弹簧测力计的指针在零刻度线以下,并始终未调零,则测量出相关的量都偏大。根据,因公式中的和测量值的偏大量相同,故差值不变,即求出的浮力大小不变,根据阿基米德原理得出小石块的体积保持不变,同理测量物体浸没在盐水中时受到的浮力不变,由阿基米德原理可知算出的盐水密度不变。
(4)[1]在吸管的一端塞入合适质量的铜丝作为配重,重心靠近配重端,并用石蜡将吸管的两端封闭起来防止液体进入密度计内部,这样制作目的是使密度计能竖直漂浮在液体中。
[2] 密度计在水中和该液体中都处于漂浮状态,根据漂浮条件可知,密度计在水中受到的浮力,在该液体中受到的浮力,所以
设长的吸管横截面积为S,根据阿基米德原理可得
则
13.(1) 体积 戊
(2) ④②①③ F2-F1=F3-F4
【详解】(1)[1]通过比较步骤甲、乙、丙,可以看出,物体排开液体体积越大,测力计示数越小,根据称重法可知,浮力越大,于是得出结论:同种液体中,金属块受到的浮力大小与排开液体体积有关。
[2]根据控制变量法的思想,要想探究浮力大小与液体密度的关系,需要控制物体排开液体的体积相同,改变液体的密度,因此应比较图甲、丁与戊中所示实验。
(2)[1]阿基米德原理:浸在液体中的物体所受的浮力等于物体排开的液体受到的重力。为了减小由于小桶、金属块上沾有水时测量它们的重产生的实验误差,应先测量小桶的重力,再测量金属块的重力,然后将金属块浸没在溢水杯中,用小桶接住溢出的水,最后再测量溢出水和小桶的总重力,因此合理的操作步骤顺序为④②①③。
[2]根据称重法,金属块受到的浮力为F浮=F2-F1
溢出水的重力G排=F3-F4
因此若满足关系式F2-F1=F3-F4,则验证了“阿基米德原理”。
14.(1) 物体排开液体的体积 液体密度
(2) 2 2
(3) 50 0.5
(4) 1.15×103 大于
【详解】(1)[1]由图a、b、c知液体的密度相同,排开液体的体积不相同,弹簧测力计的示数不相同,浮力不相同,故可以验证浮力大小跟物体排开液体的体积有关。
[2]d、f中物体浸入液体的体积相同,水和盐水的密度不同,且f中测力计的示数较小,根据称重法测浮力F浮=G-F示可知,物体在液体中所受的浮力不同。可以探究浮力大小跟液体密度是否有关。
(2)[1]由图c所示实验可知,物体浸没在水中受到的浮力F浮=G-F=5N-3N=2N
[2]图c、e液体的密度相同,物体排开液体的体积相同,由阿基米德原理F浮=ρ液V排g可知,物体所受浮力相同,都为2N。
(3)[1]由a、b可知,物体浸在水中受到的浮力F浮水=5N-4.5N=0.5N
由F浮=ρgV排可得,物体M浸在液体中的体积
[2]图b中物体M上表面露出水面,由浮力产生的原因可知,物体M下表面受到水向上的压力大小与浮力大小相等,则物体M下表面受到水向上的压力为0.5N。
(4)[1]物体浸没在水中所受浮力为F浮=2N,物体浸没在盐水中所受浮力为F浮盐水=5N-2.7N=2.3N
两次浸没时,物体排开液体的体积相等,由F浮=ρgV排可得,
则盐水密度
[2]设图d中水对物体M底部的压力为F1,图f中盐水对物体M底部的压力为F2, 图d中水对物体的浮力F浮d=G-F示d=5N-3N=2N
由浮力产生的原因可得F1=F浮d+F向下d=2N+ρ水ghS
图f中盐水对物体的浮力F浮f=G-F示f=5N-2.7N=2.3N
由浮力产生的原因可得F2=F浮f+F向下f=2.3N+ρ盐水ghS
则F2与F1的差值 ΔF=F2-F1=2.3N+ρ盐水ghS-2N-ρ水ghS=0.3N+(ρ盐水-ρ水)ghS
因ρ盐水>ρ水,则(ρ盐水-ρ水)ghS>0。所以ΔF大于0.3N,即图f和图d中液体对物体M下表面压力的差值大于0.3N。
答案第1页,共2页
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