9.2 探究:浮力的大小与哪些因素有关 (举一反三·讲义)物理新教材沪科版八年级全一册
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内容正文:
9.2 探究:浮力的大小与哪些因素有关
【新教材沪科版】
【知识框架+知识精讲(1个知识归纳+1个题型)+课后作业】
模块二 知识精讲
情景导入
人在水中会下沉,在死海中却能漂浮于水面。冰山在水中会漂浮,石块扔到在水中会沉底。人在游泳时走向深水区,随着深度的增加,身体浸入水中的体积越来越多,人感受到浮力越来越大。那么浮力的大小与哪些因素有关呢? 本节课让我们一起来探究:浮力的大小与哪些因素有关。
知识归纳
【知识点 探究:浮力的大小与哪些因素有关】
【实验目的】 1. 探究浮力大小与哪些因素有关。 2. 学习制订实验步骤进行实验。
【提出问题】浮力的大小跟哪些因素有关?
【猜想与假设】
猜想1:浮力的大小可能与液体密度有关
猜想2:浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关
猜想3:浮力的大小可能与物体浸没深度有关
【实验器材】
铁架台、弹簧测力计、金属块、小石块、烧杯、细绳、水、盐水。
【实验设计】
用弹簧测力计测量物体(金属块或小石块)所受重力,将悬挂在弹簧测力计下的物体浸入液体中,测出物体所受的拉力,物体所受浮力等于重力与拉力的差值,即F浮=G-F拉。
【实验方法】控制变量法
【实验步骤】
(1)探究浮力大小与排开液体的体积的关系
数据表格
数据分析:物体重力不变,拉力减小,浮力变大,物体浸入液体体积增大而密度不变。
结论:浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(2)探究浮力大小与浸没深度的关系
数据表格
数据分析:物体浸没液体深度增大而其他因素不变,物体重力不变,拉力不变,浮力不变。
结论:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(3)探究浮力大小与液体密度的关系
数据表格
数据分析:物体重力不变,拉力变小,浮力变大,液体密度增大而其他因素不变。
结论:浮力大小与液体的密度有关。
实验结论:
物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关,还与物体排开液体的体积有关,而与浸没在液体中的深度无关。物体排开液体的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
用力传感器探究影响浮力大小的因素
如图所示,用力传感器代替弹簧测力计悬挂物体,调节升降台的高度,让物体逐渐浸入水中,观察物体浸没前和浸没后浮力的变化,可以探究浮力大小与排开液体体积的关系;将水换成盐水,重复上述操作,可探究浮力大小与液体密度的关系。
【解题方法提示】解决探究浮力大小的影响因素的实验
(1)解决问题抓住核心点:①采用控制变量法:液体密度(ρ液)→排开液体体积(V排)→称重法公式
(F浮=G-F拉)。
②浮力大小仅与液体密度和排开液体的体积有关!
(2)解决问题切入点:①对比实验组,明确不变量和变量;
②用称重法(F浮=G-F拉)计算浮力,结合变量得出结论。
(3)特别注意的易错点:①未控制变量就得出结论;
②计算V排时忽略“完全浸没时V排=V物”;
③混淆“拉力、重力、浮力”的平衡关系:F浮=G-F拉。
【例题】(2026四川遂宁)在探究影响浮力大小的因素时,某小组同学作出了以下猜想:
猜想一:可能与物体浸在液体中的深度有关;
猜想二:可能与物体浸在液体中的体积有关;
猜想三:可能与液体的密度有关;
小组同学设计了以下探究过程:
选择器材:力传感器、完全相同的四个长方体磁力块、足够深的清水和盐水、细绳。
探究步骤:
分析论证:
(1)小华分析①②③次测量数据发现:磁力块在液体中深度越深时,受到的浮力越大。小米认为小华的分析中有浸在液体中的深度和浸在液体中的体积两个变量,结论不可靠。并提出可以分析①③⑤次或_______(填序号)三次测量数据得出:浸在同种液体的物体所受浮力大小与物体浸在液体中的深度无关;
(2)再次分析①②③次或①④⑤次测量数据,均可得出浸在同种液体的物体所受浮力大小与物体浸在液体中的体积有关;根据①⑤⑥次测量数据可知:物体浸在液体中的体积相同时,液体的密度越大,物体所受浮力_______;
(3)小华在整理实验器材时,发现有一磁力块在实验中有少量水渗入内部。渗水后测量得出的浮力比实际值偏_______。
【答案】(1)①②④ (2)越大 (3)小
【解析】(1)要探究浮力大小与物体浸在液体中深度的关系,需要控制液体密度、排开液体体积相同,只改变浸在液体中深度。因此应选①②④(都在清水中,排开液体的体积相同,浸入液体的深度不同)。
(2)根据①⑤⑥次测量数据可知,磁力块排开液体体积相同,⑤是清水、⑥是盐水(盐水密度更大),测力计示数更小,由可知浮力更大,因此物体浸在液体体积相同时,液体密度越大,物体所受浮力越大。
(3)渗水时,磁力块内部进水,相当于物体整体等效重力增加,排开外部液体的不变,真实浮力不变;测力计拉力为,计算时仍用原来的计算,代入得,所以测出的浮力比实际值偏小。
【变式1-1】(2025四川成都)在探究“影响浮力大小的因素”实验中,小明选用体积相同的实心金属块甲和乙,实验过程如图所示,他探究的问题是( )
A. 浮力大小与物体浸入液体深度的关系
B. 浮力大小与排开液体重力的关系
C. 浮力大小与液体密度的关系
D. 浮力大小与物体密度的关系
【变式1-2】如图所示,是“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验;
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出物体的重力为___________N;
(2)将物体逐渐浸入水中,直至浸没,如图乙、丙、丁所示,记录弹簧测力计示数并分析数据可知:浮力的大小与___________有关;
(3)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;下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)
A. B.
C. D.
(4)通过分析图中甲、丁、戊可知:当物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体所受的浮力___________;
(5)某同学猜想浮力大小可能与物体的密度有关;请你自选实验器材,简要设计实验步骤来证明他的猜想是否正确。____
【变式1-3】(2025云南省)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______。
模块三 课后作业
1. 探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示,其中所用金属块a和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6N。下列分析正确的是( )
A. 金属块a浸没在水中时,受到浮力的大小为0.3N
B. 利用甲、乙,可以探究浮力的大小与物体体积的关系
C. 利用乙、丙,可以探究浮力的大小与物体密度的关系
D. 利用丙、丁,可以探究浮力的大小与液体密度的关系
2. 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。
3. 如图是小明“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验情形。
(1)通过甲、丙、丁三个图进行比较,说明浮力的大小与 无关。
(2)乙图中物体受到的浮力是 。
(3)比较 三个图可得出结论:浮力的大小与液体密度有关。
(4)他还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”,于是找来橡皮泥、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一,将橡皮泥放入盛水的烧杯中,橡皮泥下沉至杯底;
步骤二,将橡皮泥捏成“碗状”再放入盛水的烧杯中,让它漂浮在水面上。
通过分析可知,第一次橡皮泥受到的浮力 (填“大于”、“小于”或“等于”)第二次橡皮泥受到的浮力;
小明得到的结论是:物体受到的浮力大小与其形状有关,他得出错误结论的原因是 。
4. 探究“影响浮力大小的因素”时,小红做了如图所示的实验。请根据她的实验探究,回答下列问题:
(1)比较图B和C可知,物体受到的浮力大小与排开液体的________有关。
(2)比较图C和E可知,物体受到的浮力大小与液体的________有关。
(3)比较图C和________可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)图E中物体受到浮力大小为________N。
(5)比较图C和E可知,水对杯底部的压强_____(选填“大于”“小于”或“等于”)酒精对杯底部的压强。
5. 小聪在探究“浮力大小与哪些因素有关”,其实验过程如图所示。
(1)测量物体重力前,应先明确弹簧测力计的量程和______,观察指针是否指在零刻度线的位置;
(2)分析图①、③、④可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度______(选填“有关”或“无关”);
(3)分析图______可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关;
(4)由图中数据可知,物体A浸没在盐水中受到的浮力为______N;
(5)小聪想探究浮力的大小与物体重力是否有关,他选取了一个和物体A体积______(“相同”或“不同”)的物体B,测得物体B的重力为3N,完全浸没在盐水中时弹簧测力计的示数为1.8N。与上述实验比较可得出物体所受浮力大小与物体重力______(选填“有关”或“无关”)。
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9.2 探究:浮力的大小与哪些因素有关
【新教材沪科版】
【知识框架+知识精讲(1个知识归纳+1个题型)+课后作业】
模块二 知识精讲
情景导入
人在水中会下沉,在死海中却能漂浮于水面。冰山在水中会漂浮,石块扔到在水中会沉底。人在游泳时走向深水区,随着深度的增加,身体浸入水中的体积越来越多,人感受到浮力越来越大。那么浮力的大小与哪些因素有关呢? 本节课让我们一起来探究:浮力的大小与哪些因素有关。
知识归纳
【知识点 探究:浮力的大小与哪些因素有关】
【实验目的】 1. 探究浮力大小与哪些因素有关。 2. 学习制订实验步骤进行实验。
【提出问题】浮力的大小跟哪些因素有关?
【猜想与假设】
猜想1:浮力的大小可能与液体密度有关
猜想2:浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关
猜想3:浮力的大小可能与物体浸没深度有关
【实验器材】
铁架台、弹簧测力计、金属块、小石块、烧杯、细绳、水、盐水。
【实验设计】
用弹簧测力计测量物体(金属块或小石块)所受重力,将悬挂在弹簧测力计下的物体浸入液体中,测出物体所受的拉力,物体所受浮力等于重力与拉力的差值,即F浮=G-F拉。
【实验方法】控制变量法
【实验步骤】
(1)探究浮力大小与排开液体的体积的关系
数据表格
数据分析:物体重力不变,拉力减小,浮力变大,物体浸入液体体积增大而密度不变。
结论:浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(2)探究浮力大小与浸没深度的关系
数据表格
数据分析:物体浸没液体深度增大而其他因素不变,物体重力不变,拉力不变,浮力不变。
结论:浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(3)探究浮力大小与液体密度的关系
数据表格
数据分析:物体重力不变,拉力变小,浮力变大,液体密度增大而其他因素不变。
结论:浮力大小与液体的密度有关。
实验结论:
物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关,还与物体排开液体的体积有关,而与浸没在液体中的深度无关。物体排开液体的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
用力传感器探究影响浮力大小的因素
如图所示,用力传感器代替弹簧测力计悬挂物体,调节升降台的高度,让物体逐渐浸入水中,观察物体浸没前和浸没后浮力的变化,可以探究浮力大小与排开液体体积的关系;将水换成盐水,重复上述操作,可探究浮力大小与液体密度的关系。
【解题方法提示】解决探究浮力大小的影响因素的实验
(1)解决问题抓住核心点:①采用控制变量法:液体密度(ρ液)→排开液体体积(V排)→称重法公式
(F浮=G-F拉)。
②浮力大小仅与液体密度和排开液体的体积有关!
(2)解决问题切入点:①对比实验组,明确不变量和变量;
②用称重法(F浮=G-F拉)计算浮力,结合变量得出结论。
(3)特别注意的易错点:①未控制变量就得出结论;
②计算V排时忽略“完全浸没时V排=V物”;
③混淆“拉力、重力、浮力”的平衡关系:F浮=G-F拉。
【例题】(2026四川遂宁)在探究影响浮力大小的因素时,某小组同学作出了以下猜想:
猜想一:可能与物体浸在液体中的深度有关;
猜想二:可能与物体浸在液体中的体积有关;
猜想三:可能与液体的密度有关;
小组同学设计了以下探究过程:
选择器材:力传感器、完全相同的四个长方体磁力块、足够深的清水和盐水、细绳。
探究步骤:
分析论证:
(1)小华分析①②③次测量数据发现:磁力块在液体中深度越深时,受到的浮力越大。小米认为小华的分析中有浸在液体中的深度和浸在液体中的体积两个变量,结论不可靠。并提出可以分析①③⑤次或_______(填序号)三次测量数据得出:浸在同种液体的物体所受浮力大小与物体浸在液体中的深度无关;
(2)再次分析①②③次或①④⑤次测量数据,均可得出浸在同种液体的物体所受浮力大小与物体浸在液体中的体积有关;根据①⑤⑥次测量数据可知:物体浸在液体中的体积相同时,液体的密度越大,物体所受浮力_______;
(3)小华在整理实验器材时,发现有一磁力块在实验中有少量水渗入内部。渗水后测量得出的浮力比实际值偏_______。
【答案】(1)①②④ (2)越大 (3)小
【解析】(1)要探究浮力大小与物体浸在液体中深度的关系,需要控制液体密度、排开液体体积相同,只改变浸在液体中深度。因此应选①②④(都在清水中,排开液体的体积相同,浸入液体的深度不同)。
(2)根据①⑤⑥次测量数据可知,磁力块排开液体体积相同,⑤是清水、⑥是盐水(盐水密度更大),测力计示数更小,由可知浮力更大,因此物体浸在液体体积相同时,液体密度越大,物体所受浮力越大。
(3)渗水时,磁力块内部进水,相当于物体整体等效重力增加,排开外部液体的不变,真实浮力不变;测力计拉力为,计算时仍用原来的计算,代入得,所以测出的浮力比实际值偏小。
【变式1-1】(2025四川成都)在探究“影响浮力大小的因素”实验中,小明选用体积相同的实心金属块甲和乙,实验过程如图所示,他探究的问题是( )
A. 浮力大小与物体浸入液体深度的关系
B. 浮力大小与排开液体重力的关系
C. 浮力大小与液体密度的关系
D. 浮力大小与物体密度的关系
【答案】D
【解析】由题意可知,选用体积相同的实心金属块甲和乙,浸没在水中,则金属块排开水的体积相同,由阿基米德原理可知,排开液体的重力相同;液体的密度相同;由图可知,金属块在水中的深度相同,金属块的密度不同,由控制变量法可知,他探究的问题是浮力大小与物体密度的关系,故D符合题意,ABC不符合题意。故选D。
【变式1-2】如图所示,是“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验;
(1)如图甲所示,用弹簧测力计测出物体的重力为___________N;
(2)将物体逐渐浸入水中,直至浸没,如图乙、丙、丁所示,记录弹簧测力计示数并分析数据可知:浮力的大小与___________有关;
(3)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;下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)
A. B.
C. D.
(4)通过分析图中甲、丁、戊可知:当物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体所受的浮力___________;
(5)某同学猜想浮力大小可能与物体的密度有关;请你自选实验器材,简要设计实验步骤来证明他的猜想是否正确。____
【答案】 (1)2.1 (2)物体排开液体的体积 (3) D (4) 越大 (5)见解析
【解析】(1)由图甲可知,弹簧测力计分度值为0.1N,示数为2.1N,则物体的重力为2.1N。
(2)观察乙、丙、丁图发现,在同种液体中,液体密度不变,物体逐渐浸入水中,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,物体受到的浮力增大,所以浮力的大小与物体排开液体的体积有关。
(3)由于浮力的大小与物体排开液体的体积有关,物体浸入水中越深,排开液体体积越大,则物体下表面深度越大,物体受到的浮力越大;当物体浸没在水中,排开液体的体积不变,则物体受到的浮力大小不变,故随着物体下表面深度增大,物体受到的浮力先增大,后不变,故D符合题意,ABC不符合题意。
故选D。
(4)分析图中甲、丁、戊发现,物体浸没在不同液体中,液体密度不同,物体排开液体的体积相同,液体密度越大,弹簧测力计示数越小,即物体受到的浮力越大,所以可得结论:当物体排开液体的体积一定时,液体的密度越大,物体所受的浮力越大。
(5)①取体积相同的铜块和铝块,用弹簧测力计分别测出它们的重力记为G1、G2;
②用弹簧测力计分别挂着它们浸没在水中,金属块不触底,读出弹簧测力计的示数记为F1、F2;
③分析比较和的大小,即可验证猜想。
【变式1-3】(2025云南省)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 排开液体体积 (2) 3.8 1.4 无 (3) 越大 e、f (4)见解析
【解析】(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。
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)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。
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
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) 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。
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。
模块三 课后作业
1. 探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验情形如图所示,其中所用金属块a和塑料块b的密度不同,但重力均为1.6N。下列分析正确的是( )
A. 金属块a浸没在水中时,受到浮力的大小为0.3N
B. 利用甲、乙,可以探究浮力的大小与物体体积的关系
C. 利用乙、丙,可以探究浮力的大小与物体密度的关系
D. 利用丙、丁,可以探究浮力的大小与液体密度的关系
【答案】D
【解析】A.由图乙可知,金属块a浸没在水中时,弹簧测力计的示数为1.0N,根据称重法可得金属块浸没在水中受到的浮力
故A错误;
B.要探究浮力的大小与物体体积的关系,需要控制物体排开水的体积相同,改变物体的体积;甲、乙两图中物体排开水的体积不同,故B错误;
C.要探究浮力的大小与物体密度的关系,需要控制物体排开水的体积相同,改变物体的密度;乙、丙两图中物体排开水的体积不同,故C错误;
D.要探究浮力的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,改变浸入液体的密度;丙、丁两图可以完成该探究,故D正确。故选D。
2. 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
【解析】(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。
3. 如图是小明“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验情形。
(1)通过甲、丙、丁三个图进行比较,说明浮力的大小与 无关。
(2)乙图中物体受到的浮力是 。
(3)比较 三个图可得出结论:浮力的大小与液体密度有关。
(4)他还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”,于是找来橡皮泥、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一,将橡皮泥放入盛水的烧杯中,橡皮泥下沉至杯底;
步骤二,将橡皮泥捏成“碗状”再放入盛水的烧杯中,让它漂浮在水面上。
通过分析可知,第一次橡皮泥受到的浮力 (填“大于”、“小于”或“等于”)第二次橡皮泥受到的浮力;
小明得到的结论是:物体受到的浮力大小与其形状有关,他得出错误结论的原因是 。
【答案】(1)深度(2) 1.4(3) 甲、丁、戊 (4) 小于 没有控制物体排开液体的体积相同
【解析】(1)根据图片可知,甲、丙、丁中深度发生改变,但是测力计的示数不变,即物体受到的浮力保持不变,说明浮力大小与深度无关。
(2)根据题意可知,乙图中A物体受到的浮力为
F浮=G-F拉=4.8N-2.4N=1.4N
(3)探究浮力大小与液体密度有关时,需要控制排开液体的体积相同,只改变液体密度,故选实验 甲、丁、戊 。
(4)①第一次橡皮泥在水里下沉,则浮力小于重力;第二次橡皮泥在水里漂浮,则浮力等于重力,那么第一次橡皮泥受到的浮力小于第二次橡皮泥受到的浮力。
②小明得到的结论是:物体受到的浮力大小与其形状有关,他得出错误结论的原因是:没有控制物体排开液体的体积相同。
4. 探究“影响浮力大小的因素”时,小红做了如图所示的实验。请根据她的实验探究,回答下列问题:
(1)比较图B和C可知,物体受到的浮力大小与排开液体的________有关。
(2)比较图C和E可知,物体受到的浮力大小与液体的________有关。
(3)比较图C和________可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)图E中物体受到浮力大小为________N。
(5)比较图C和E可知,水对杯底部的压强_____(选填“大于”“小于”或“等于”)酒精对杯底部的压强。
【答案】(1)体积 (2)密度 (3)图D (4)0.8 (5)大于
【解析】(1)图B中物体排开液体的体积较小,浮力为4.0N-3.5N=0.5N;图C排开液体的体积较大,受到的浮力为4.0N-3.0N=1.0N;可知物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
(2)图C中物体完全浸没在水中,受到浮力为4.0N-3.0N=1.0N;图E完全浸没在酒精中,受到的浮力为4.0N-3.2N=0.8N,可知物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(3)利用控制变量的方法分析,图C和图D中,物体都是完全浸没在水中,液体的密度相同,深度不同,但受到的浮力不变,可知浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)利用称重法求出图E中物体受到浮力大小为4.0N-3.2N=0.8N。
(5)比较图C和图E可知,液体到容器底部的高度相同,水的密度大于酒精的密度,根据p=ρgh,可知水对杯底部的压强大于酒精对杯底部的压强。
5. 小聪在探究“浮力大小与哪些因素有关”,其实验过程如图所示。
(1)测量物体重力前,应先明确弹簧测力计的量程和______,观察指针是否指在零刻度线的位置;
(2)分析图①、③、④可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度______(选填“有关”或“无关”);
(3)分析图______可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关;
(4)由图中数据可知,物体A浸没在盐水中受到的浮力为______N;
(5)小聪想探究浮力的大小与物体重力是否有关,他选取了一个和物体A体积______(“相同”或“不同”)的物体B,测得物体B的重力为3N,完全浸没在盐水中时弹簧测力计的示数为1.8N。与上述实验比较可得出物体所受浮力大小与物体重力______(选填“有关”或“无关”)。
【答案】(1) 分度值(2) 无关 (3) ①、④、⑤ (4) 1.2 (5) 相同 无关
【解析】(1)测量物体重力前应先观察弹簧测力计的量程、分度值,并观察指针是否指在零刻度线。
(2)分析图③、④可知,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,在水中的深度不同,弹簧测力计示数相同,浮力的大小相同,由此可知,浮力的大小与深度无关。
(3)要探究浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关,需保持物体排开液体的体积相同,液体密度不同,应选①、④、⑤两图进行分析。
(4)由图①可知,物体的重力为4N,⑤图中弹簧测力计的分度值是0.2N,示数为2.8N,由图①和⑤可知,物体完全浸没在盐水中受到的浮力
(5)小聪想探究浮力的大小与物体重力是否有关,应选取了一个和物体A体积相同的物体B,保持两物体浸没时排开液体的体积不变。
测得物体B的重力为3N,完全浸没在盐水中时弹簧测力计的示数为1.8N,物体B受到的浮力
与上述实验比较可得出物体所受浮力大小与物体重力无关。
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