有关浮力的实验专题(暑假作业)-2025-2026学年人教版物理八年级下学期
2026-06-20
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资源信息
| 学段 | 初中 |
| 学科 | 物理 |
| 教材版本 | 初中物理人教版八年级下册 |
| 年级 | 八年级 |
| 章节 | 第1节 浮力,第2节 阿基米德原理,第3节 物体的浮沉条件及应用 |
| 类型 | 题集-专项训练 |
| 知识点 | - |
| 使用场景 | 寒暑假-暑假 |
| 学年 | 2026-2027 |
| 地区(省份) | 全国 |
| 地区(市) | - |
| 地区(区县) | - |
| 文件格式 | DOCX |
| 文件大小 | 1.24 MB |
| 发布时间 | 2026-06-20 |
| 更新时间 | 2026-06-20 |
| 作者 | 匿名 |
| 品牌系列 | - |
| 审核时间 | 2026-06-20 |
| 下载链接 | https://m.zxxk.com/soft/58419149.html |
| 价格 | 0.50储值(1储值=1元) |
| 来源 | 学科网 |
|---|
摘要:
**基本信息**
聚焦浮力实验全维度探究,以控制变量法为核心,系统构建"实验操作-数据处理-原理应用"三阶训练体系,强化科学探究与科学思维素养。
**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(如1/2/6题)|控制变量法(液体密度/排开体积/深度)、称重法测浮力(F浮=G-F示)|从现象观察到定量分析,建立浮力与排开液体体积、密度的关系|
|阿基米德原理验证|5题(如3/7/11题)|实验步骤优化(溢水杯装满)、误差分析(G排测量偏差)|通过F浮与G排定量比较,深化原理理解(F浮=G排=ρ液gV排)|
|密度计算与应用|5题(如5/9/14题)|ρ液=F浮/gV排、ρ物=G/gV物、密度计刻度规律|结合浮力公式推导密度计算,实现原理到实际应用的迁移|
内容正文:
有关浮力的实验专题(暑假作业)
1.同学们利用实验室器材,来探究浸在液体中的物体所受浮力大小的影响因素。
小南做了如图所示的实验,将同一物体A逐渐浸入到密度为的酒精中,观察弹簧测力计的示数的变化规律,完成下列问题:
(1)分析比较实验序号甲、乙、丙可得出结论:____________;
(2)分析比较实验序号____________可得出结论:物体浸没后,所受浮力与浸入液体中的深度无关。由实验可知A物体的密度为____________;
(3)小岗认为比较实验甲、乙、丙还可以得出物体浸没之前所受浮力大小可能还与物体浸入液体中的深度有关。为了探究这个问题,老师为他又准备了一个(如图戊)质地均匀的长方体(表面标有等距离线,a,b,c,d分别为边长的中点)及足量的水和足够大的容器。选用此长方体的目的是:____________。实验中发现:用弹簧测力计分别挂在a、b处,将长方体浸入水中至第一条线,两次弹簧测力计的示数相等,说明:____________。
2.小刚用如图所示实验器材做浮力实验,其中②③④烧杯中是水,⑤烧杯中是盐水,测力计示数从左到右依次为。
(1)根据图中1、2、3三步进行对比分析,发现物体A所受浮力的大小跟_________有关;
(2)根据图中1、3、4三步进行对比分析,发现物体A所受浮力的大小跟_________无关;
(3)根据图中1、4、5三步进行对比分析,发现物体A所受浮力的大小跟_________有关;
(4)物体A重_________,在图④中受的浮力为_________,物体A的体积为_________,物体A的密度为_________,物体A在图⑤中受的浮力为_________,盐水的密度为_________。
3.某小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系 ”。
(1)弹簧测力计使用前要先进行__________。
(2)实验步骤如图 1 所示, 甲、乙、丁、戊中弹簧测力计的示数分别为 F1 、F2 、F3 、F4 。 由图甲和丁可知物体受到的浮力F浮 =__________。
(3)探究小组最终验证了阿基米德原理,则他们得到的 F1 、F2 、F3 、F4 的关系为________。
4.在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”实验中,同学们根据生活经验,提出了影响浮力大小的因素:①与物体的体积有关②与物体浸入液体的体积有关③与液体的密度有关④与物体浸在液体中的深度有关……
(1)如图bc所示实验中,发现浸在水中的体积越大,弹簧测力计的示数___________,受到的浮力___________;
(2)把该物体浸没在盐水中,弹簧测力计示数如图e所示,此时浮力大小为___________ N,通过观察比较图de弹簧测力计的示数分析可知:在其他因素都相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力___________;
(3)实验后,小明又把一石块浸没在盛有体积为40mL水的量筒中,水面上升至60mL,此石块受到水的浮力大小为___________ N。(,g=10N/kg)
5.如图1所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。(g取)
(1)①金属块浸没在水中时,受到的浮力是______ N;分析图丙、丁可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度______(选填“有关”或“无关”);
②戊图中盐水的密度是______ kg/m3。
③如果在实验中不小心使戊图中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用,此时测量出的盐水密度值将______(填“偏大”、“不变”或“偏小”);
④由图中数据可知,金属块的密度是______kg/m3。
(2)如图2是实验小组用粗细均匀的吸管制成的简易密度计。
①将一密度计竖直漂浮在水中,水面位于如图a中的A处,AB间距离为10cm;
②若将该密度计竖直漂浮在密度为0.8g/cm3的酒精中,它浸入酒精的深度h为______cm;
(3)b图是用粗细不同的吸管做出的①②③三支密度计,在水中静止时的情景。若想测盐水的密度,选择______会更精确些。
6.在“探究影响浮力大小的因素”实验中,小明根据生活经验,提出了以下猜想:
猜想1:浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关。
猜想2:浮力的大小跟物体的密度有关。
猜想3:浮力的大小跟液体的密度有关。
为了验证上述猜想,小明设计了下图所示的实验来探究。(实验中铜块与铝块的体积相同,实验数据在图中已给出)
(1)分析图中的__________三个实验步骤可知:液体密度一定时,物体浸在液体中的体积越大,物体受到的浮力就越大。据此可判断出猜想1正确。分析图中的a、d、f三个实验步骤可知:猜想__________正确。分析图中的a、b、d、e可知猜想2__________(选填“错误”或“正确”)。
(2)以上探究问题的方法叫__________法,请写出一个采用了这种探究方法的实验:______________________。
(3)根据实验数据可求出步骤f中所用盐水的密度为__________。
7.为了验证“阿基米德原理”,小明所在的兴趣小组设计了如图所示的实验装置:其中A、B为弹簧测力计,C为金属块,D为薄塑料袋(质量不计),E是自制溢水杯,F是可升降平台。
(1)先将金属块挂在测力计A下,读出金属块未浸入水中时测力计的示数F1,如图甲所示,则金属块的重力是______N。然后将溢水杯放在可升降平台上,在溢水杯中装满水,并将两个弹簧测力计及薄塑料袋按图乙方式组装好;
(2)接着,小明逐渐调高平台F,使金属块浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧测力计A的示数逐渐______(选填“变大”“变小”或“不变”);同时观察到D中水的体积越来越大,这表明浮力大小与______有关;
(3)实验时,金属块在浸入水中的过程中弹簧测力计A的示数的变化量为∆FA,弹簧测力计B的示数的变化量为∆FB,若两者间存在______关系,则说明阿基米德原理是成立的;
(4)金属块浸没(未碰底)在水中后,弹簧测力计A的示数F2=1.2N,则此时金属块受到的浮力是______N;若此时,弹簧测力计B的示数是3.0N,则小明在实验中可能存在的不当操作是____________(写出一种可能)。
8.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
(1)如图甲所示,弹簧测力计的示数为______N;金属块浸没在盐水中时,受到的浮力为______N。
(2)分析图甲、丙、丁可知,物体所受浮力大小跟物体浸没在水中的深度______(选填“有关”或“无关”)。
(3)图戊中盐水的密度是______kg/m³;如果在实验中不小心使图戊中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用,此时测量出的盐水密度将______(选填“偏大”“不变”或“偏小”)。()
(4)若在图丁中拴着金属块的细绳突然断了,金属块沉底,与金属块未沉入底部时相比,水对容器底部的压力______,容器对水平地面的压力______。(均选填“变大”“不变”或“变小”)
(5)由于实验中握着弹簧测力计的手臂易晃动,导致弹簧测力计示数不稳定读数困难。请你写出一种改进措施:______。
9.某小组同学在做科学探究实验,实验过程如图所示,图中的物体不吸水。
(1)由乙、丙两图可知:物体所受浮力的大小与它______有关;
(2)由______两图可知:浮力的大小还与液体的密度有关;
(3)图丙中,剪断细线,物体在下沉过程中所受的浮力______(选填“变大”“变小”或“不变”),当它沉在容器底部时,对容器底部的压力为______N;
(4)由图中的实验数据,可求出盐水的密度为______。
10.如图一所示,是八年级一班实验小组“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验过程中,弹簧测力计挂着同一金属块的示数。
(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是_________N;
(2)分析丙、丁两图可知,浸在液体中的物体所受的浮力大小跟_________有关;
(3)分析图乙、丙可知,浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。实验小组的同学们进一步深入讨论发现,金属块浸入水中的体积越大,金属块排开的水就越多,排开的水的重力就越大。浮力大小与排开水的重力有什么关系呢?同学们继续进行了如图二所示实验。请分析实验过程完成以下填空:
①由图_______测得石块浸没在水中时受到的浮力为0.6N;由图B、D可知,石块排开水所受的重力为_________N;
②分析实验数据可初步得出:石块所受浮力的大小与__________大小相等。
11.如图所示,慧慧同学为了探究“浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系”,做了如下的实验。
(1)请根据图中的操作示意图,排列出最合理的操作顺序:________。
(2)由甲、丁两图可以得出,物体所受的浮力大小为________N;由________两图可以得出物体排开水的重力大小;通过实验数据发现,物体所受的浮力大小________(选填“大于”“小于”或“等于”)物体排开水的重力大小。
(3)若实验时溢水杯里的水没有装到溢水口处,则测得的将比实际的________(选填“偏大”或“偏小”)。
(4)下图中,能正确反映弹簧测力计示数F和物块下表面在水中的深度h关系的图像是________(选填序号)。(物块未接触容器底)
A. B. C. D.
12.小明利用弹簧测力计、合金块等器材,探究“浮力大小与哪些因素有关”。 [,]
(1)用弹簧测力计吊着合金块缓慢地浸入液体中,步骤与测力计示数如图甲、乙、丙、丁、戊所示,图甲中合金块受到的重力为________ N。
(2)分析图乙、丙、丁可知:浮力的大小与物体所处液体的深度________;
分析图丁与图________可得:浮力的大小与液体的密度有关。
(3)学习了阿基米德原理,小明利用实验中的数据计算出合金块的体积为________ m3,盐水的密度为 ________kg/m3。
(4)如图戌所示,小明用电子秤继续探究浮力大小与另一因素的关系,实验步骤如下:先将盛有水的容器放在电子秤上,然后用手提着系有细线的规则圆柱体将其缓缓地浸入水中,同时记下圆柱体下表面所处的深度h和电子秤显示的相应的质量m,记录数据如下表所示。已知圆柱体的高度为8cm,当时,用弹簧秤测得细线对圆柱体的拉力为1.6N。
h/cm
0
2
4
6
8
10
12
14
m/kg
2.00
2.04
2.08
2.12
2.16
2.16
2.16
2.19
① 实验过程中,电子秤示数逐渐增大时,细线对圆柱体的拉力逐渐________(选填“增大”或“减小”)。
② 当时,可推得:圆柱体的密度为________ g/cm3。
③当时,手通过绳子对圆柱体竖直向上的拉力是________ N。
13.为了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,某同学利用合金块进行了如图所示的实验:
(1)你觉得最合理的实验顺序是__________。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.图乙中的物体未全部浸没在水中
(2)观察图,合金块的重力是__________N。合金块在水中受到的浮力是__________N。合金的密度是__________kg/m3;
(3)选用其他液体多次实验后,可得出结论:浸在液体中的物体所受的浮力,大小等于__________;
(4)选用其他液体多次做试验的目的是__________(选填“减小误差”或“寻找普遍规律”)。
14.如图所示,小华在探究“影响浮力大小的因素”实验时,用弹簧测力计挂着同一金属块进行了如图所示的实验操作()。
(1)分析图A、B、C可知:浮力的大小与排开液体的体积_________(选填“有关”或“无关”);分析图A、C、D可知:浮力的大小跟________无关;分析图A、D、E可知:物体排开液体体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越________。
(2)利用图中的实验数据,还可求出金属块的密度为________kg/m³。
(3)如图甲、乙所示,小华想自制一个密度计,直接测量盐水的密度。他用一根长约20cm的圆柱状饮料吸管、一段细铁丝、石蜡和水等制作了一个简易密度计。制作时,先将吸管两端剪平,铁丝密绕成小团后塞入吸管一端,再用石蜡将该端口堵住密封,接着,将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态(如图甲),用笔在吸管上标记此时水面位置O;取出吸管,量出O点至封口端的距离H;通过将密度计放置在不同液体中后分析与计算,在吸管上分别确定密度值0.8g/cm3、0.9g/cm3、1.0g/cm3、1.1g/cm3的位置并标上密度值。使用时,将密度计静置于待测液体中,读出吸管壁上液面处的数值即为液体密度。
①O位置处的刻度值应标为________g/cm3;
②管壁上标注的4个刻度值,0.8g/cm3与0.9g/cm3间的距离_________1.0g/cm3与1.1g/cm3间的距离(选填“>”“=”或“<”);
③小华又对密度计进行了改装,他将制作好的密度计内部的铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化(如图丙),他用这样“改装”后的密度计测同一液体密度,测量结果__________(选填“偏大”“偏小”或“不变”);
④小华发现密度计相邻两刻度线之间的距离太小,导致用此密度计测量液体密度时误差较大,请提出你的改进方案:_________。
15.小天利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
(1)实验中,小天进行了如图所示的四个实验步骤,最佳且合理的实验顺序应是______。
(2)在步骤甲中存在的错误是______。
(3)纠正错误后,继续实验,如图乙,小天把小石块浸没在装有水的溢水杯中,此时石块受到的浮力大小为______N,再测出排开液体的重力。由此可初步得出浸在液体中的物体所受浮力的大小与它排开液体所受重力的关系。
(4)纠正错误后,小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”或“保持不变”)。
(5)若在乙步骤中小石块未浸没于水中,则______(选填“仍能”或“不能”)得出以上实验结论。
(6)根据实验数据,还可得出石块的密度为______。
试卷第1页,共3页
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《有关浮力的实验专题(暑假作业)八年级物理新教材人教版》参考答案
1. 液体密度相同时,物体排开液体体积越大,物体所受浮力越大 甲丙丁 2.4 浸入液体的体积相同 改变浸入液体的深度,物体在浸没前,所受浮力的大小与物体浸入的深度无关
【详解】(1)[1]由图甲知道,物体的重力为6N,由乙可知此时受浮力1N,由丙图知道,此时受浮力2N,所以比较甲乙丙可得结论:当液体的密度相同时,物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大。
(2)[2]丙、丁两图中,物体A全部浸入液体中,排开液体的体积相同,但深度不同,由弹簧测力计的示数知道,两图中受到的浮力都是2N,所以,比较实验序号甲、丙、丁可初步得出结论:当排开液体的体积相同时,物体所受浮力与浸没在液体中的深度无关。
[3]根据图甲物体A的重力为6N,物体的质量
完全浸没时的浮力
物体排开液体的体积
由于完全浸没
V排=V物
物体A的密度
(3)[4][5]探究力大小与浸入液体中的深度的关系,都在水中进行实验,液体密度相同,还要使排开液体的体积相同,这是控制变量法;深度不同浮力相等,说明物体浸没之前所受浮力大小与浸入液体的深度无关。
2.(1)排开液体的体积
(2)物体浸有液体中的深
(3)液体的密度
(4) 4 1 1.2
【详解】(1)根据图中1、2、3三步进行对比分析。在这三步中,物体A都浸在水中,但浸水中的体积不同。测力计的示数变化(即浮力大小)下不相同。这说明物体A所受浮力的大小跟它浸没在水中的体积有关,即跟它排开水的体积有关。
(2)根据图中1、3、4三步进行对比分析。在这三步中,物体A都浸没在水中,但浸没的深度不同。我们发现,尽管深度不同,但测力计的示数变化(即浮力大小)是相同的。这说明物体A所受浮力的大小跟它浸没在水中的深度无关。
(3)根据图中1、4、5三步进行对比分析。在这三步中,物体A都完全浸没在液体中,但液体种类不同(水和盐水)。我们发现,测力计的示数在盐水中更小,说明物体A在盐水中受到的浮力更大。这说明物体A所受浮力的大小跟液体的密度有关。
(4)[1]根据图1,物体A在空气中的重力为4N。
[2]在图4中,物体A完全浸没在水中,测力计示数为3N,所以物体A受的浮力为
[3]由于物体A完全浸没在水中,所以它的体积等于它排开水的体积。根据阿基米德原理,物体A的体积为
[4]物体A的质量
物体A的密度为
[5]由于物体A在图⑤中也完全浸没,所以它在盐水中受的浮力
[6]盐水的密度
3.(1)调零
(2)F1-F3
(3)F1−F3=F4−F2
【详解】(1)弹簧测力计使用前要先进行校零,即确保指针指在零刻度线上,这样才能准确测量力的大小。
(2)根据称重法测浮力,物体受到的浮力等于物体在空气中的重力减去物体在液体中弹簧测力计的示数,即
F浮=G−F示由图甲可知,物体在空气中的重力为F1,由图丁可知,物体浸没在水中时弹簧测力计的示数为F3,所以物体受到的浮力为
F浮=F1−F3
(3)探究小组最终验证了阿基米德原理,即物体受到的浮力等于它排开的液体所受的重力。由图乙可知,物体排开水的重力等于小桶和水的总重力减去小桶的重力,即
G排=F4−F2由于验证了阿基米德原理,所以物体受到的浮力等于它排开的液体所受的重力,即
F1−F3=F4−F2
4. 越小 越大 2.4 越大 0.2
【详解】(1)[1][2]如图bc所示实验中,c图中物体浸入水中的体积较大,弹簧测力计的示数较小,由称重法可知浮力较大,可以得到浸在水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,浮力越大。
(2)[3]由图e可知盐水中弹簧测力计的示数是2.4N,浮力大小为
F浮e=G-Fe=4.8N-2.4N=2.4N
[4]由图de可知,e图中液体的密度较大,弹簧测力计的示数较小,浮力较大,可以得到在其他因素都相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
(4)[5]石块排开水的体积为
V排=V=60mL-40mL=20mL=20cm3=2×10-5m3
该石块所受的浮力为
F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×10-5m3=0.2N
5.(1) 2 无关 1.2×103 偏大 2.4×103
(2)12.5
(3)②
【详解】(1)[1]由图甲得,弹簧测力计的分度值为0.2N,读数为4.8N,则金属块的重力为4.8N,由图丁得,金属块浸没在水中的拉力为2.8N,金属块浸没在水中时,根据称重法可得,金属块浸没在水中受到的浮力是F浮=G-F2=4.8N-2.8N=2N
[2]图丙丁中,金属块浸没在水中的不同深度,排开水的体积相同,弹簧测力计的示数相同,由可知,即金属块受到的浮力相同,所以浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关。
[3]金属块浸没在水中时,排开水的体积等于金属块的体积,根据阿基米德原理可得,金属块的体积
由图甲和戊测力计示数和称重法可得,金属块浸没在盐水中受到的浮力F浮1=G-F3=4.8N-2.4N=2.4N
根据阿基米德原理可得,盐水的密度
[4]实验中,金属块接触了容器底且与容器底有力的作用,则弹簧测力计的示数会偏小,那么所示的浮力会偏大,据阿基米德原理可知,求出的密度会偏大。
[5]由图中数据可知,金属块的密度
(2)同一支密度计漂浮在不同液体中,密度计受到的浮力都等于密度计自身的重力,所以密度计在酒精中受到的浮力等于密度计在水中受到的浮力;设吸管的底面积为S,密度计在酒精中受到的浮力等于密度计在水中受到的浮力,即
所以简易密度计浸入酒精中的深度
(3)密度计的特点是刻度不均匀,上疏下密,上小下大,而且分度值越小越准确;深度深,相邻两密度值的间距越大;由题图可知密度计②所处的深度最深,相邻两密度值的间距最大,测量值最准确。
6.(1) a、c、d 3 错误
(2) 控制变量 探究影响滑动摩擦力大小的因素(或探究动能的大小与哪些因素有关等,合理即可)
(3)
【详解】(1)[1][2][3]要验证浮力大小与物体浸在液体中体积的关系,需要控制液体密度不变,只改变浸在液体中的体积,因此选择三次实验; a、d、f三次实验中,物体浸在液体的体积相同,只有液体密度不同,浮力大小不同,说明浮力大小和液体密度有关,因此猜想3正确; 验证猜想2时:铜块浸没在水中的浮力,铝块浸没在水中的浮力,二者物体密度不同,但浮力大小相等,说明浮力大小与物体密度无关,因此猜想2错误。
(2)[1][2]实验中控制其他变量不变,只改变一个要探究的变量,这种方法是控制变量法,初中物理中很多实验都用到该方法,例如探究影响滑动摩擦力大小的因素、探究压力作用效果的影响因素等。
(3)根据阿基米德原理计算: 铜块浸没在水中:,铜块浸没在盐水中:, 两次实验相等,两式联立得:。
7. 4.6 变小 物体排开液体的体积 相等 3.4 最初溢水杯中的水未装至溢水口
【详解】(1)[1]测力计分度值为0.2N,物体的重力为4.6N。
(2)[2]逐渐调高平台,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F浮=ρ液gV排可知,重物受到的浮力变大,因为F浮=G-F′,所以弹簧测力计A的示数F′=G-F浮变小。
[3]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,由此可知,浮力大小与排开液体的体积有关。(3)[4]若弹簧测力计A示数的变化量ΔFA和弹簧测力计B的示数变化量ΔFB相等,即物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,则说明阿基米德原理是成立的。
(4)[5]根据称量法知,此时金属块受到的浮力
F浮=G-F2=4.6N-1.2N=3.4N[6]根据阿基米德原理,即物体所受浮力等于排开液体所受重力可知,金属块排入D中水重为3.4N。此时,弹簧测力计B的示数是3.0N,即G排=3.0N,所以排开液体的重力小于浮力,这可能是最初溢水杯中的水未装至溢水口,则金属块排开水的只有一部分溢出到薄塑料袋中,导致排开水的重力G排偏小。
8.(1) 4.8 2.4
(2)无关
(3) 1.2×103 偏大
(4) 不变 变大
(5)将弹簧测力计固定在铁架台上
【详解】(1)[1]如图甲所示,弹簧测力计的分度值为,示数为。
[2]如图戊所示,浸没在盐水时,弹簧测力的示数为,根据称重法测浮力可得,金属块浸没在盐水中时,受到的浮力
(2)观察甲、丙、丁图可知,金属块浸没入水中后,增加深度,弹簧测力计示数不变,说明浮力不再增加,物体所受浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关。
(3)[1]由甲、丙两图可知,浸没在水时,弹簧测力的示数为,根据称重法测浮力可得,金属块浸没在水中时,受到的浮力
由浮力的计算公式可得
浸没时金属块的体积
根据阿基米德原理,浸没入盐水中时,排开盐水的重力等于在盐水中所受的浮力,则排开盐水的质量
排开盐水的体积
则盐水的密度
[2] 如果金属块接触了容器底且与容器底有力的作用,弹簧测力计的示数将变小,称重法计算出的浮力偏大,通过计算得出的排开的盐水偏多,排开盐水的质量偏大,根据密度公式计算出的盐水的密度也偏大。
(4)[1]图丁中,金属块浸没在水中,从开始下沉到沉底,排开的水的体积不变,液面高度没有变化,则水的深度不变,根据液体压强计算公式可知,水对容器底部的压强不变,由可得,水对容器底部的压力也不变。
[2]金属块沉底后,容器对水平地面的压力等于容器重、水重、金属块重之和,比原来增加了金属块的重,所以容器对水平地面的压力变大了。
(5)要解决手臂晃动,弹簧测力计示数不稳定问题,可将弹簧测力计固定挂好,实验中可把弹簧测力计固定在铁架台上。
9.(1)排开液体的体积
(2)丙、丁
(3) 不变 2.5
(4)
【详解】(1)乙、丙两图中,只有物体排开液体的体积不同,测力计示数不同,根据称重法可知受到的浮力不同,可得:物体所受浮力的大小与它排开液体的体积有关。
(2)探究浮力的大小与液体的密度的关系,根据控制变量法,应保持排开液体的体积相同,只改变液体密度,所以选择丙、丁两图。
(3)[1]图丙中,剪断细线,物体在下沉过程中排开液体的体积不变,液体密度不变,则所受的浮力不变。
[2]由甲可知,物体重力为3.5N,根据称重法可知图丙中物体所受浮力为
沉在容器底部时,物体所受浮力仍为1N,根据力的平衡条件,物体受到的支持力为
根据相互作用力条件,对容器底部的压力为
(4)物体浸没时排开液体体积为
根据称重法可知图丁中物体所受浮力为
则盐水的密度为
10. 2 液体的密度 A、C 0.6 排开液体重力
【详解】(1)[1]甲中测力计的分度值为0.2N,示数为4.8N,故金属块的重力
金属块浸没在水中时,如图丙,则金属块受到的浮力
(2)[2]分析丙丁两图可知,金属块排开液体的体积相同,液体的密度不同,测力计的示数不同,根据可知,浸在两种液体中的物体所受的浮力大小不同,故浸在液体中的物体所受的浮力大小跟液体的密度有关。
(3)①[3]根据题意可知,由图A、C测得石块浸没在水中时受到的浮力为0.6N。
[4]由图B、D可知,石块排开水所受的重力
②[5]根据实验数据可知
故结论为:石块所受浮力的大小与它排开液体所受重力的大小相等。
11.(1)丙甲丁乙
(2) 2 乙丙 等于
(3)偏小
(4)D
【详解】(1)为了减小误差,在小桶接水前,应先测出其重力,先测出物体重力再将其浸入水中,所以合理的实验顺序为丙、甲、丁、乙。
(2)[1]由图甲可知,弹簧测力计的示数为4N,即物体重为4N,根据称重法可知,图丁中物体所受的浮力为F浮=4N-2N=2N
[2][3]根据实验过程,由乙、丙两图可知,物体进入水中排开水的重力G排=3N-1N=2N
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,与阿基米德原理相符。
(3)若实验时溢水杯里的水没有装到溢水口处,则物体刚开始浸入水中时,没有水溢出,因此测得的G排将比实际的偏小。
(4)物块下表面在水中的深度h增大时,物块排开水的体积先增大后不变,受到的浮力先增大后不变,根据称重法测浮力可知,测力计的示数先减小后不变。
故选D。
12.(1)4.8
(2) 无关 戊
(3)
(4) 减小 1.3
【详解】(1)从甲图弹簧测力计的分度值为0.2N,读数为4.8N,合金块的重力为4.8N。
(2)[1]探究浮力的大小与物体所处液体的深度的关系,需保持物体浸入同种液体的体积相同,只改变物体进入液体的深度,比较测力计示数的大小得出结论;分析实验步骤乙、丙,金属块浸入水中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,受到的浮力越大,说明浮力大小跟排开液体的体积有关,分析步骤丙、丁,物体排开液体的体积不变时,物体的浸没深度不同时,测力计示数不变,说明浮力的大小与物体的浸没深度无关。
[2]分析图丁与图戊可知,物体浸入液体的体积和深度相同,液体的密度不同,盐水的密度大,物体受到的浮力大,可得结论:浮力的大小与液体的密度有关。
(3)[1]如图甲、丙,合金块受到的浮力为
合金块浸没时排开水的体积等于合金块的体积,合金块的体积
[2]根据甲、戊实验可得,物体浸没在盐水中受到的浮力为
则盐水的密度为
(4)①[1]实验过程中,随着圆柱体浸入液体的体积变大,物体受到的浮力变大,电子秤示数逐渐增大时,细线对圆柱体的拉力逐渐变小。
②[2]当时,圆柱体刚好浸没,圆柱体受到的浮力
当时,用弹簧秤测得细线对圆柱体的拉力为1.6N,物体的重力
圆柱体的体积
电子秤的推导可得,圆柱体的密度为
③[3] 当时,手通过绳子对圆柱体竖直向上的拉力
13. 丁甲乙丙 a 2.0 0.5 它排开液体受到的重力 寻找普遍规律
【详解】(1)[1]在探究“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”时,要比较浮力大小与排开液体的重力之间的关系,所以,需要先测出空桶的重力和小石块在空气中的重力,这样才能够正确地测出小石块受到的浮力和排开液体的重力,所以合理的顺序是丁甲乙丙。
(1)[2]a.图乙中水面未达到溢水杯的溢水口,物体放入溢水杯时,先要使溢水杯满了才可以向外排水,所以在此过程中,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液体受到的重力,对实验没有影响,故b不符合题意。
故选a。
(2)[3][4][5]由图甲可知,物体的重力是2.0N,根据称重法,由甲乙两图可得合金块在水中受到的浮力为
因为物体浸没在液体中,则物体排开液体的体积等于物体的体积,再根据阿基米德原理可得
合金的密度为
(3)[6]由图丁可知,空桶的重力是0.5N,由图丙可知,水和桶的重力为1.0N,所以溢出水的重力为
根据计算结果可得
所以可得结论:浸没在液体中的物体所受的浮力,大小等于它排开液体受到的重力。
(4)[7]为了寻找普遍规律,需要选用其他液体多次做试验。
14.(1) 有关 物体浸没在液体中的深度 大
(2)4×103
(3) 1.0 > 偏大 换用更细的吸管
【详解】(1)[1]观察图A可知金属块在空气中的重力,图B和C中金属块浸入水中的体积不同,弹簧测力计的示数也不同。根据称重法
重力G不变,F示不同则浮力不同,且排开液体体积越大,浮力越大,所以浮力的大小与排开液体的体积有关。
[2]图C和D中金属块都浸没在水中,排开液体的体积相同,只是深度不同,而弹簧测力计的示数相同,即浮力相同,所以浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关。
[3]图D中金属块浸没在水中,图E中金属块浸没在酒精中,排开液体的体积相同,水的密度大于酒精的密度,在水中时弹簧测力计的示数小于在酒精中时弹簧测力计的示数,根据称重法可知在水中受到的浮力大于在酒精中受到的浮力,所以物体排开液体体积相同时,液体的密度越大,物体受到的浮力越大。
(2)由图A可知金属块的重力G=4N,根据,可得金属块的质量
由图C可知金属块浸没在水中时弹簧测力计的示数F示=3N,根据称重法
可得金属块在水中受到的浮力
因为金属块浸没在水中,根据,可得金属块的体积
再根据,可得金属块的密度
(3)[1]因为将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态,此时水面位置O对应的液体密度就是水的密度,所以O位置处的刻度值应标为1.0g/cm3。
[2]设吸管的横截面积为S,浸入液体的深度为h,根据漂浮条件,
则
对于ρ1=0.8g/cm3和ρ2=0.9g/cm3,
对于ρ3=1.0g/cm3和ρ4=1.1g/cm3,
把ρ1=0.8g/cm3,ρ2=0.9g/cm3,ρ3=1.0g/cm3,ρ4=1.1g/cm3代入比较可得
即管壁上标注的4个刻度值,0.8g/cm3与0.9g/cm3间的距离大于1.0g/cm3与1.1g/cm3间的距离。
[3] 将制作好的密度计内铁丝从吸管上端倒出,缠绕到底部外侧,其它没有变化,再用这支密度计去测量同一液体的密度,此时排开液体的总体积不变,因为吸管排开液体的体积等于排开液体的总体积减去铁丝的体积,所以,吸管排开液体的体积减小,吸管会上浮一些,即测量时浸入液体的深度会变小。根据漂浮条件,
推导,G不变,g不变,S不变,h变小,所以ρ液的测量结果偏大。
[4]为了增大密度计相邻两刻度线之间的距离,减小测量误差,可以换用更细(横截面积更小)的吸管,这样在浮力变化相同(排开液体体积变化相同)时,深度变化更大,刻度间距更大。
15. 丁甲乙丙 溢水杯没有装满 0.4 保持不变 仍能
【详解】(1)[1]最合理的顺序是先测出空桶重力,再测出石块重力,然后把石块浸入到水中测量石块所受浮力以及排开液体的重力,这样可以避免因石块先浸入水中后表面附有水分产生的误差。
(2)[2]步骤甲中溢水杯没有装满,将石块浸入后会导致排开水的重力偏小,故应该将溢水杯装满水。
(3)[3]由称重法可知,浮力大小
(4)[4]因为溢水杯装满后,把小石块浸入水中,水的深度将始终保持不变,故水对杯底的压强也将保持不变。
(5)[5]石块浸入水中即受到浮力,未浸没也受到浮力,只不过浮力较小,排开水的重力也较小,但仍能得到以上结论。
(6)[6]石块的质量
石块浸没在水中时排开水的体积等于石块体积,故石块体积
石块密度
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