摘要:
**基本信息**
以控制变量法为核心,系统覆盖浮力影响因素探究,通过14道阶梯式实验题构建“现象观察-数据处理-结论推导”的科学探究体系,强化物理观念与科学思维。
**专项设计**
|模块|题量/典例|方法提炼|知识逻辑|
|----|-----------|----------|----------|
|控制变量法应用|8题(如1、3、7题)|单一变量控制、多组对比实验设计|从排开体积、液体密度等变量逐一探究,构建浮力影响因素逻辑链|
|浮力计算|6题(如3、11题)|称重法(F浮=G-F拉)、阿基米德原理(F浮=ρ液gV排)|结合弹簧测力计读数,实现浮力与体积、密度的定量推导|
|实验结论分析|14题全覆盖|现象归纳、误差分析、结论表述规范|从定性关系(如深度无关)到定量计算,形成完整探究闭环|
内容正文:
期末物理专题复习:探究影响浮力大小的因素实验题
1.如图所示,是探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验操作,请你回答下列问题:
(1)分析图①②③,说明浮力的大小与____________有关;
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系,可选用图____________进行操作;
(3)物体A浸没在水中时,受到的浮力是____________N,物体A的体积是____________;
(4)该实验主要运用的科学探究方法是__________________。
2.为了探究浮力的大小跟哪些因素有关,小乐用装有沙子的柱形带盖玻璃瓶依次做了如图所示的实验,来验证下列猜想。
猜想1:浮力大小与液体的密度有关。
猜想2:浮力大小与物体浸入液体的体积有关。
猜想3:浮力大小与物体的质量有关。
(1)通过实验,可知C中玻璃瓶所受浮力的大小是___________;
(2)通过实验步骤A、B、C可得结论:当___________;通过实验步骤___________,可得猜想1是正确的;
(3)为验证猜想3,小乐将玻璃瓶中的沙子倒掉一些,并擦干瓶外的水,按步骤A和D得出浮力大小;重复上述操作多次,若发现___________,则说明猜想3错误;
(4)有人猜想:“浸没在液体中的固体所受的浮力可能跟固体的形状有关”,为验证猜想小乐用橡皮泥代替了装沙子的玻璃瓶,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;
②___________,重复上述步骤,读出测力计的示数;
③比较和的大小,若相等,说明浮力大小和物体的形状无关;若不相等,说明浮力大小和物体的形状有关。
3.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:
(1)比较B、C两图得到的结论是:物体受到的浮力大与______有关;
(2)比较C、D两图得到的结论是:物体受到的浮力大小与浸没深度______;
(3)根据图中的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为______N;
(4)比较C、E两图得到的结论是:物体受到的浮力大小与______有关;
(5)实验中采用的物理研究方法是______。
4.小陶同学在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,做了如图1所示的实验,请你根据他的实验探究回答下列问题:(已知物体A的底面积为20cm2)
(1)步骤A所示弹簧测力计的示数为_________N;用弹簧测力计挂着物体缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图1B、C、D、E所示(液体均未溢出),观察并记录测力计的示数。
(2)在实验步骤C中物体所受浮力F浮=________N;
(3)分析实验步骤A、C、D,可以说明浮力大小与物体浸没的深度________(填“有关”或“无关”),分析实验步骤A、B、C,可以说明浮力大小跟_________有关。
5.在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中:
(1)观察弹簧测力计的零刻度线、___________和分度值。调零时,弹簧测力计应在 ___________(选填“竖直”或“水平”)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,在图乙中画出物块所受浮力F浮随h变化的图象;
(3)分析图象可知:浸没前,h增加,F浮___________;浸没后,h增加,F浮___________;(均选填“变大”“变小”或“不变”)
(4)若把此物块捏成高6cm的圆锥体,重复上述实验。两次实验所得的F浮随h变化的图象 ___________(选填“相同”或“不同”)。
6.如图所示为“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置。请根据图示回答下列问题:
(1)由图1可知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力的大小为________N。
(2)比较图A、B、C,说明浮力的大小与________有关。
(3)某同学通过比较图A、D、E,得到浮力大小与________有关,
(4)比较图A、C、D,说明浮力的大小与物体浸没的深度________(选填“有关”或“无关”)。
(5)如图2所示,图线________(选填“a”或“b”)能用来表示物体所受浮力大小随浸入液体深度的变化情况。
7.某实验小组在实验室进行了“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验。
(1)实验小组的同学分析认为,影响浮力大小的因素有很多,如物体浸在液体中的体积、液体的密度等,故应用______(选填“控制变量法”“理想实验法”或“类比法”)设计并进行实验。实验步骤如图所示。
(2)分析实验图A、D的数据可知,物块浸没在水中时受到的浮力为______N。
(3)由A、B、C、D四个实验图的数据分别为空气中4N,一部分在水中3.5N,一大部分在水中3.1N,全部浸没3N,分析数据,可以初步得出的实验结论是:物体在液体中所受浮力大小与物体浸在液体中的体积有关,浸在液体中的体积越大,物体所受浮力越______(选填“大”或“小”)。
(4)由______三个实验图的数据分析(E图浸没在酒精中,3.2N),可以初步判断出,在其他条件相同的情况下,浸在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关,且液体密度越大,物体所受浮力越______(选填“大”或“小”)。(酒精的密度小于水的密度)
8.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关;
猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关;
猜想3:浮力的大小可能与排开液体的体积有关。
(1)如图甲所示,用手把密封的空饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深(未浸没),手会感到越吃力。这个事实可以验证猜想3是________(选填“正确”或“错误”)的。
(2)为了验证猜想1和猜想2,运用了体积相同的A、B、C三个圆柱体,测得其重力分别为4N、4.5N和5N然后进行如图乙所示的实验。
①在序号为a的实验中物体所受的浮力为________N。
②比较序号为a、b、c的三次实验,可得出结论:浮力的大小与物体的重力________(选填“有关”或“无关”)。
③比较序号为________的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:其他条件相同时,液体的密度越大,物体所受的浮力越________。
9.如图所示是探究“影响浮力大小的因素”的一些实验操作步骤。
(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(a)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______。
(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:将易拉罐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,捏瘪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大于步骤二时易拉罐捏瘪时受到的浮力;
(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:___。
10.在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出)。
(1)金属块的重力为___________N,金属块在图C中受到的浮力为___________N。
(2)分析比较图A、B、C、D可知:金属块浸入液体的___________越大,它所受的浮力越___________(选填“大”或“小”)。
(3)分析比较图A、D、E可知:当金属块浸没入水中后,所受浮力的大小与它浸没后的深度___________(选填“有关”或“无关”);分析比较图A、E、G可知:浮力大小与___________有关。
(4)若图C中挂钩下的细线突然断了,金属块在下沉过程中,所受浮力将___________(选填“不变”、“增大”或“先增大后不变”)。
11.如图所示,小丽利用弹簧测力计、实心铁块等器材探究浮力的大小与哪些因素有关,提出了以下猜想:
猜想a:浮力大小与浸没在液体中的深度有关:
猜想b:浮力大小与物体排开液体的体积有关;
猜想c:浮力大小与液体的密度有关;
(1)分析_______(填字母)三次实验步骤,可以验证猜想a是错误的。
(2)写出能够支持猜想b的一个生活现象:________;通过a、b、c三次实验步骤,可以得到结论:当液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体所受到的浮力________(填“越大”“越小”或“不变”)。
(3)比较b步骤与e步骤的实验数据,_________(填“能”或“不能”)得出浮力大小与液体密度的关系,其原因是_________。
(4)通过a、d实验步骤,可知物体全部浸入水中时所受浮力大小F浮=________N,可求得物体的体积为________,盐水的密度为________(g取10N/kg)。
12.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,根据生活经验,同学们先提出了如下猜想:
猜想A:可能与液体的密度有关;
猜想B:可能与物体浸在液体中的体积有关;
猜想C:可能与物体浸没在液体中的深度有关;
为了验证上述猜想,同学们利用一个物体、弹簧测力计、水、盐水和细线,做了如图所示实验。
(1)通过实验A和C,可知物体浸没在水中时受到的浮力大小是_______N;通过分析比较A、C、D实验,可以验证猜想_______(选填“A”“B”或“C”)是错误的;通过分析比较_______三次实验可以得出液体密度相同时,排开液体的体积越大,浮力越大的结论。
(2)该实验测出的盐水密度是_______。
(3)同学们进一步思考后又想出了一种测饮料密度的方法,利用大小两个圆柱形桶依次完成了图F所示的a、b、c三步实验,其中b、c两次小桶中饮料和水的_______(选填“质量”或“体积”)相同,则饮料密度的表达式:_______(用图F中测量的、、及表示)。
13.探究浮力的大小跟哪些因素有关——控制变量法
(1) 探究浮力与物体浸在液体中体积的关系(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______;
(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______;
(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______;
(4)结论:物体在液体中所受的浮力大小,跟它浸在液体中的体积______,跟液体的密度______。物体浸在液体中的体积______、液体的密度______,物体所受浮力就越大。
14.宁宁探究“浮力大小与哪些因素有关”时的实验情景如图所示,弹簧测力计下方所挂为铜块。(g取10N/kg,)
(1)由图A可知,铜块的重力大小为___________N。
(2)图B中铜块受到的浮力大小为___________N。
(3)分析A、B、C三次实验,可以通过观察到的___________现象,推理出物体所受浮力大小跟液体密度有关。
(4)宁宁还想通过图A、D、E所示实验步骤,探究浮力大小与排开液体体积是否有关。同组的康康认为D、E两个实验步骤中,不仅改变了排开液体的体积,还改变了物体在液体中的深度,因此并不能直接得出实验结论。于是:
①康康将一个上下表面都带有数字压力传感器的正方体物块放入装有水的烧杯中,物块悬浮,如图F所示,发现物块在水中上表面受到压力___________下表面受到压力。(选填“大于”“小于”或“等于”)
②图F中物块受到浮力大小为___________N。
③对比F、G所示的实验数据,宁宁是否可以通过图A、D、E所示实验步骤得出“浮力大小与排开液体体积有关”的结论?___________
试卷第1页,共3页
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参考答案
1. 物体排开液体的体积 ③④ 2 控制变量法
【详解】(1)[1]由图②③所示实验可知,物体排开液体的体积不同,弹簧测力计示数不同,由图①②③所示实验可知,物体排开液体的体积不同,物体受到的浮力不同,由此可知,物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(2)[2]根据控制变量法知要探究浮力大小与物体浸没在液体中深度的关系,需要控制物体排开液体的体积相同、液体密度相同,深度不同,图③④符合题意。
(3)[3][4]由图①知,物体的重力为G=4N,物体完全浸没在水中时拉力F拉=2N,由称重法可知物体所受浮力为
由于物体完全侵没在水中,所以物体的体积等于排开液体的体积,由阿基米德原理可知物体的体积为
(4)[5]由(2)[2]知本实验用到了控制变量法。
2.(1)2
(2) 液体密度相同时,排开液体体积越大,物体所受浮力越大 A、C、E
(3)浮力不变
(4) 浸没在水中 改变橡皮泥的形状
【详解】(1)A、C实验步骤中,A图中在空气中弹簧测力计测量的是物体的重力,即G=4.8N,C图中弹簧测力计的示数F示=2.8N,根据称重法可知浮力
(2)[1]根据控制变量法可知,研究物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关,要控制排开液体的密度相同,改变物体排开液体的体积,B、C实验中物体排开液体的体积不同,由于测力计示数不同,由称重法知,两实验中受到的浮力不同,根据A、B、C的结果,可得液体密度相同时,排开液体体积越大,物体所受浮力越大。
[2]通过A、C、E实验步骤可知,随着液体密度的增大,弹簧测力计的示数减小,由称重法可知,金属块所受浮力也增大,说明浮力的大小与液体密度有关,可得猜想1是正确的。
(3)要验证猜想3:浮力大小与物体的质量有关,必须控制液体的密度和物体浸没在液体中的体积不变。根据称重法测浮力,将瓶子中的沙子倒掉一些可以减小物体的质量,按步骤A、D测出浮力大小,重复多次上述操作,若发现浮力大小不变可说明猜想3错误。
(4)[1][2]探究浸没在液体中的固体所受的浮力是否与固体形状有关,应控制液体密度与固体的体积不变而改变物体的形状,结合称重法测浮力可得实验方法:①用细线拴上橡皮泥,悬挂在弹簧测力计下端,使橡皮泥缓慢地浸没在水中,读出弹簧测力计示数F1;②改变橡皮泥的形状,重复上述步骤,测出弹簧测力计示数F2;③比较F1和F2的大小,若相等,说明浸没在液体中的固体所受的浮力跟固体的形状无关。
3.(1)排开液体的体积或浸入液体的体积
(2)无关
(3)2.4
(4)液体密度
(5)控制变量法
【详解】(1)比较B、C两图,物体浸没在液体中的体积不同,测力计的示数也不一样,得到的结论是:物体受到的浮力大与排开液体的体积或浸入液体的体积有关。
(2)比较C、D两图,物体浸没在液体中的体积相同、深度不同,但测力计的示数相同,得到的结论是:物体受到的浮力大小与浸没深度无关。
(3)根据A、E图中的实验数据,根据稳重法,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为
(4)比较C、E两图,物体浸没在液体中的体积相同、深度相同,但液体不同,测力计的示数也不一样,得到的结论是:物体受到的浮力大小与液体密度有关。
(5)实验中采用的物理研究方法是控制变量法。物理学中对于多因素或多变量的问题,常常采用控制因素(变量)的方法,把多因素的问题变成多个单因素的问题,每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物的影响,分别加以研究,最后再综合解决,这种方法叫控制变量法。
4. 8 2 无关 排开液体体积
【详解】(1)[1]如图所示,步骤A所示弹簧测力计的示数为8 N。
(2)[2]由称重法测浮力可知
(3)[3]分析实验步骤A、C、D,同种液体,排开液体体积相同,深度不同,所受浮力相同,则浮力大小与物体浸没的深度无关。
[4]分析实验步骤A、B、C,同种液体,排开液体体积越大,受到的浮力越大,则浮力大小跟排开液体体积有关。
5.(1) 量程 竖直
(2)
(3) 变大 不变
(4)不同
【详解】(1)[1]根据弹簧测力计的使用方法可知,使用弹簧测力计时,要观察零刻度线、量程和分度值。
[2]由图可知,在竖直方向测量力的大小,因此弹簧测力计要在竖直方向调零。
(2)根据图甲数据,利用用描点法画出图象,如图所示:
(3)[1][2]根据称重法,由图甲可知,在浸没前,h增加,F浮增大;浸没后,h增加,F浮不变。
(4)若把此物块捏成高为6cm的圆锥体,因为体积的变化和高度不成正比,排开水的体积变化不同,F浮随h不会均匀变化,故与原图象不同。
6.(1)2
(2)排开液体的体积
(3)液体密度
(4)无关
(5)b
【详解】(1)由图B可知,弹簧测力计的分度值为0.2N,示数为3N,即圆柱体的重力G = 3N。
由图D可知,圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数F = 1N。
根据称重法测浮力F浮=G - F,可得圆柱体浸没在水中时受到的浮力F浮=3N - 1N = 2N
(2)比较图B、C,物体浸入液体中的体积不同,即排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同。 根据称重法F浮=G - F,可知物体受到的浮力不同,说明浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(3)比较图D、E,物体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。 根据称重法F浮=G - F,可知物体受到的浮力不同,说明浮力的大小与液体密度有关。
(4)要探究浮力大小与物体浸没深度的关系,需控制液体密度和排开液体的体积相同,改变深度。 图A、C、D中,物体都浸没在同种液体中,排开液体的体积相同,只是浸没的深度不同。 由称重法测浮力F浮=G - F可知,弹簧测力计的示数相同,说明物体受到的浮力相同。 因此,浮力的大小与物体浸没的深度无关。
(5)在物体浸入液体的过程中,物体排开液体的体积先变大,当物体完全浸没后排开液体的体积不变。 根据阿基米德原理可知,物体受到的浮力先变大,后不变。 图线b表示浮力先变大后不变,符合物体所受浮力大小随浸入液体深度的变化情况,因此,图线b能用来表示物体所受浮力大小随浸入液体深度的变化情况。
7.(1)控制变量法
(2)1
(3)大
(4) A、D、E 大
【详解】(1)探究浮力大小与多个因素(如物体浸在液体中的体积、液体的密度)的关系时,需要保持其他因素不变,只改变其中一个因素来研究该因素对浮力的影响,这种研究方法就是控制变量法,因此应选用控制变量法设计并进行实验。
(2)根据称重法测浮力,浮力大小等于物体在空气中的重力减去物体浸在液体中时弹簧测力计的拉力。由图A可知物体在空气中的重力为G=4N,图D中物体浸没在水中时弹簧测力计的拉力为F拉=3N,所以物块浸没在水中时受到的浮力为
(3)分析 A、B、C、D 四图数据,物体浸在水中的体积逐渐增大,对应的弹簧测力计拉力分别为4N、3.5N、3.1N、3N,根据称重法,浮力等于重力减拉力,可知浮力逐渐增大,因此可得出结论:浸在液体中的体积越大,物体所受浮力越大。
(4)[1][2]探究浮力与液体密度的关系时,需控制物体浸在液体中的体积相同,改变液体的密度。图A为物体在空气中的重力,图D为物体浸没在水中(密度较大)时的情况,图E为物体浸没在酒精中(密度较小)时的情况,这三图中物体浸在液体中的体积均为全部浸没(体积相同),液体密度不同。由数据可知,水中的拉力(3N)小于酒精中的拉力(3.2N),根据称重法,水中的浮力更大,因此可判断液体密度越大,物体所受浮力越大,故应选A、D、E三个实验图的数据分析。
8.(1)正确
(2) 1 无关 a、d、e 大
【详解】(1)用手把密封的空饮料罐按入水中,饮料罐浸入水中越深,即排开水的体积越大,手会感到越吃力,说明饮料罐受到的浮力越大,这个事实可以支持“浮力的大小可能与排开液体的体积有关”,即验证猜想3是正确的;
(2)[1]根据称重法,在序号a的实验中物体所受的浮力为
[2]比较序号a、b、c的三次实验可知,三个物体的体积相同,排开水的体积相同,而三个物体的重力不同,由称重法可知,三个物体受到的浮力相同,因此可得出:浮力的大小与物体的重力无关。
[3] 探究浮力大小与液体密度有关,要控制物体排开液体的体积相同,液体密度不同,比较a、d、e的三次实验,由称重法可知,物体受到的浮力大小不同,可得出初步结论:浮力大小与液体密度有关;
[4] 进一步分析可知,排开液体的体积相同,而盐水的密度大于水的密度,水的密度大于酒精的密度,由称重法,在盐水中受到的浮力最大,故得出液体的密度越大,物体所受的浮力越大。
9.(1) d 无
(2) de 与液体密度有关
(3)没有控制排开液体体积相同
【详解】(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)[1][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。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)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,排开水的体积越大,浮力越大。所以,他们在比较浮力大小时,并没有控制排开液体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。
10.(1) 5 0.6
(2) 体积 大
(3) 无关 液体的密度
(4)先增大后不变
【详解】(1)[1]如图A所示,在空气中弹簧测力计的示数等于物体重力,弹簧测力计的分度值为0.2N,读数为5N,即金属块的重力为
[2]金属块在图C中受到的弹簧测力计的拉力为
所受的浮力为
(2)分析比较图A、B、C、D可知:金属块浸入液体的体积越大,弹簧测力计的示数越小,根据称重法可知金属块所受的浮力越大。
(3)[1]分析比较图A、D、E可知:当金属块浸没入水中后,深度改变,弹簧测力计示数不变,根据称重法可知金属块所受的浮力不变,可得所受浮力的大小与它浸没后的深度无关。
[2]分析比较图A、E、G可知:金属块排开液体的体积相同,盐水和水的密度不同,弹簧测力计的示数不同,根据称重法可知金属块所受浮力不同,可得浮力大小与液体的密度有关。
(4)若图C中挂钩下的细线突然断了,金属块在下沉过程中,开始时排开水的体积不断变大,浸没后排开水的体积不变,根据阿基米德原理可知所受的浮力先增大后不变。
11.(1)acd
(2) 人从浅水区走入深水区,越到深处,脚底感觉到的压力越小 越大
(3) 不能 没有控制物体排开液体的体积相同
(4) 2
【详解】(1)猜想a为浮力大小与浸没在液体中的深度有关;要验证猜想a是错误的,需要控制液体密度和排开液体的体积都相同,仅改变物体浸没在液体中的深度;由图可知,a、c、d三次实验中液体密度相同,物体排开液体的体积也相同,只是浸没在液体中的深度不同,而物体浸没在液体中时测力计示数相同,即浮力相同,所以可以验证猜想a是错误的。
(2)[1][2]猜想b为浮力大小与物体排开液体的体积有关,生活中人从浅水区走向深水区时,感觉身体变轻(即浮力变大),可支持猜想b;观察a、b、c三次实验,液体密度不变,从b到c,物体排开液体的体积逐渐增大,测力计示数逐渐减小,根据称重法可知物体受到的浮力逐渐增大,所以可以得到结论:当液体密度一定时,物体排开液体的体积越大,物体所受到的浮力越大。
(3)[1][2]要探究浮力大小与液体密度的关系,根据控制变量法可知,应控制排开液体的体积相同,而液体的密度不同;比较b步骤与e步骤的实验数据可知,b步骤中物体没有完全浸没,e步骤中物体完全浸没,排开液体的体积不同,即没有控制排开液体的体积相同,所以不能得出浮力大小与液体密度的关系。
(4)[1]由称重法测浮力可知,物体全部浸入水中时所受的浮力为
[2]物体的体积
[3]物体浸没在盐水中受到的浮力为
物体浸没在盐水中和水中排开液体的体积相等,则盐水的密度
12.(1) 2 C A、B、C/A、B、D
(2)
(3) 体积
【详解】(1)[1]通过实验A和C,根据称重法可知,物体浸没在水中时受到的浮力大小是
[2]根据A、C、D三次实验可知,液体的密度相同,排开液体的体积相同,深度不同,弹簧测力计的示数相同,由可知,浮力相同,说明浮力的大小不随着深度的增加而改变,即浮力与浸没在液体中的深度无关,故猜想C是错误的。
[3]要探究浮力的大小与物体排开液体的体积的关系,需控制液体密度相同,改变物体排开液体的体积,故应比较A、B、C(或A、B、D)三次实验;液体密度相同,C(或D)实验中物体排开液体的体积更大,浮力更大,因此在液体的密度相同时,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大。
(2)物体浸没在水中时受到的浮力大小为2N,由A、E可得,同一物体浸没在盐水中时受到的浮力为
物体的体积为
则盐水的密度为
(3)[1][2]由图可知,h2、h3大小不同,饮料和水受到的浮力不同,根据物体的浮沉条件可得,饮料和水的重力不同,故b、c中小桶里所装的饮料和水的体积相同。设小桶的底面积为S,大桶中液体的密度为,饮料借助小桶漂浮,则小桶中饮料的重力为,同理可得,小桶中水的重力为
由于小桶中所装饮料与水的体积相同,则有
所以。
13. 越大 无关 越大 有关 有关 越大 越大
【详解】(1)[1]由A、B、C图可知,将物体放入盛水的烧杯中,随着浸在水中的体积变大,弹簧测力计示数的逐渐变小,根据称重法可得,物体在B中受到的浮力为
F浮B=G-FB=4N-3.5N=0.5N物体在C中受到的浮力为
F浮C=G-FC=4N-3N=1N由此可知,浮力逐渐变大,进而得出结论:当液体的密度一定时,排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大。
(2)[2]由A、C、D图可知,当物体完全浸没在水中时,其在水中的深度变化,其受到的浮力不变,由此而得出结论:当液体的密度一定时,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(3)[3]由A、C、E图可知,保持了物体浸没在液体中,物体排开液体的体积相同,液体的种类不同,弹簧测力计的示数也不同,根据称重法可得,物体在E中受到的浮力为
F浮E=G-FE=4N-3.2N=0.8N
则此时物体在水中受到的浮力大于其在液体中受到的浮力,因此可得出结论:浮力的大小与液体的密度有关。且当排开水体积一定时,液体密度越大,浮力越大。
(4)[4][5][6][7]综合分析上述实验现象,可得出较完整的结论是:物体在液体中所受的浮力大小与液体密度、物体排开液体的体积有关,而与物体浸没入液体中的深度无关。物体浸在液体中的体积越大,其受到的浮力越大;液体的密度越大,物体所受浮力就越大。
14.(1)2.7
(2)0.3
(3)弹簧测力计示数不同
(4) 小于 0.4 是
【详解】(1)图A中,弹簧测力计的分度值是0.1N,图中的读数是2.7N。
(2)由图可知,物体的重力为2.7N,浸没水中时弹簧测力计的示数为2.4N,因此物体浸没在水中时,受到的浮力为
(3)由图A、B、C可知,液体密度不同,物体排开液体的体积相同,弹簧测力计拉力不同,受到的浮力不同,液体密度越大,物体受到的浮力越大。
(4)[1]物块的上表面为0.4N;下表面为0.8N,故上表面压力小于下表面压力。
[2]该物块受到水的浮力
[3]从F、G可以看出,物体完全浸没后深度增大,浮力不变,浮力大小跟物体浸入的深度无关;由图A、D、E可知,液体密度相同,物体排开液体的体积不同,受到的浮力不同,物体浸没前,随浸入液体体积的增加,物体受到的浮力越大,故可以得出浮力大小与排开液体体积有关的结论。
答案第1页,共2页
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