
實(shí)驗(yàn)1 探究浮力大小與哪些因素有關(guān)
實(shí)驗(yàn)2 探究浮力的大小跟物體排開(kāi)液體重力的關(guān)系
【版本導(dǎo)航】HY:八下P83~P93; RJ:八下P48~P56; HK:八年級(jí)P168~P176
1.彈簧測(cè)力計(jì)下掛一正方體,在空氣中的示數(shù)為10 N,浸沒(méi)在水中時(shí),測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4.9 N,則該物體所受浮力為_(kāi)____N,該物體上、下表面所受液體壓力差為_(kāi)____N.
2.如圖所示,將一個(gè)盛有足量水的容器放在水平地面上,然后將體積為5×10-5 m3的生雞蛋放入水中,雞蛋不斷下沉,直到沉底,此時(shí)雞蛋受到的浮力為_(kāi)___N.
探究浮力大小與哪些因素有關(guān)
【猜想與假設(shè)】1. 浮力的大小可能跟物體排開(kāi)液體的體積、液體的密度等因素有關(guān)【設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】2. 實(shí)驗(yàn)裝置圖(如圖1所示)
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▲3. 實(shí)驗(yàn)原理:稱重法(F浮=________)4. 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(1)實(shí)驗(yàn)前沿豎直方向?qū)椈蓽y(cè)力計(jì)______(2)實(shí)驗(yàn)時(shí)燒杯中液體“適量”的標(biāo)準(zhǔn)(能使物體__________________,且不接觸到容器底部)(3)物體浸沒(méi)后不能接觸容器底5. 彈簧測(cè)力計(jì)的使用與讀數(shù)
▲6. 實(shí)驗(yàn)方法:控制變量法(1)探究浮力大小跟物體浸在液體中體積的關(guān)系(控制物體浸在同一液體中,改變_____________________,讀出每次彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)并計(jì)算浮力大小,如圖2所示)
(2)探究浮力大小跟液體密度的關(guān)系(控制物體浸入液體的體積相同,換用________________,讀出每次彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)并計(jì)算浮力大小,如圖3所示)
(3)探究浮力大小跟物體浸在液體中的深度的關(guān)系(控制物體浸沒(méi)在同種液體中,改變物體浸沒(méi)的______,讀出每次彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)并計(jì)算浮力大小,如圖4所示)
7. 多次實(shí)驗(yàn)的操作和目的(1)操作:換用不同物體或不同液體進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn).(2)目的:________________________.【分析現(xiàn)象和數(shù)據(jù),總結(jié)結(jié)論】▲8. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論:(1)浸在液體中的物體受到的浮力的大小,跟物體浸入液體的體積_____,跟液體的密度也______;(2)全部浸沒(méi)在同種液體中的物體所受浮力跟物體浸入液體中的深度_____.
使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有普遍性
9. F?。璙排圖像分析與繪制:物體排開(kāi)液體的體積V排變大→物體所受浮力逐漸_____,如圖5所示
【交流與反思】10. 為了使彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變化明顯可采取的操作[選用體積______(選填“更大”或“更小”)的物體、密度差異較大的不同液體、精度更高的彈簧測(cè)力計(jì)]
11. F?。溅岩篻V排的應(yīng)用
(1)物體完全浸沒(méi)時(shí),計(jì)算物體的體積(V物=V排= )(2)物體完全浸沒(méi)時(shí),計(jì)算物體的密度(ρ物= ρ液)(3)計(jì)算待測(cè)液體的密度(ρ液= ρ水,F(xiàn)浮為物體浸沒(méi)在水中受到的浮力,F(xiàn)浮′為物體浸沒(méi)在待測(cè)液體中受到的浮力)
12. (2016年遵義)在探究浮力大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中,將裝有適量水的燒杯放在升降臺(tái)上,使升降臺(tái)逐漸上升,如圖6所示,與命題點(diǎn)2中的裝置圖相比該裝置的優(yōu)點(diǎn)是___________________.
例1 (2021河南)在“探究影響浮力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中,同學(xué)們根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn),提出了浮力大小可能與下列因素有關(guān)的猜想:①與物體浸入液體中的深度有關(guān);②與物體排開(kāi)液體的體積有關(guān);③與液體的密度有關(guān).
人在水中下沉,而在死海中卻能漂浮(或雞蛋在清水中下沉,而在鹽水中可以漂浮等)
(1)請(qǐng)你寫(xiě)出能夠支持猜想③的一個(gè)生活現(xiàn)象:______________________________________________________________________________.(2)進(jìn)行探究時(shí),實(shí)驗(yàn)步驟和彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖甲所示.其中序號(hào)b中物體P所受浮力大小為_(kāi)___N.
(3)分析a、c、d三次實(shí)驗(yàn),可知浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度____(選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”);分析___________________三次實(shí)驗(yàn),可知浮力大小與物體排開(kāi)液體的體積有關(guān);分析a、d、e三次實(shí)驗(yàn),可知在物體排開(kāi)液體的體積一定時(shí),液體密度越大,物體受到的浮力_____(選填“越大”或“越小”).
a、b、c(或a、b、d)
變式點(diǎn)1 控制變量法的應(yīng)用[第(3)問(wèn)](1) (RJ八上P51第5題改編)同學(xué)們又想探究“物體受到的浮力與其形狀是否有關(guān)”,他們找來(lái)薄銅片,燒杯和水進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟如下:步驟一:將銅片放入盛水的燒杯中,銅片下沉至杯底;步驟二:將銅片彎成“碗狀”再放入水中,它漂浮在水面上.①通過(guò)分析可知,第一次銅片受到的浮力______第二次銅片受到的浮力;②同學(xué)們得出了“物體受到的浮力與其形狀有關(guān)”的錯(cuò)誤結(jié)論,原因是忽視了物體_______________對(duì)浮力大小的影響.
4∶1 (2)3 增大
(4)本實(shí)驗(yàn)不僅可以探究影響浮力大小的因素,從實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還可求出物體P的密度為_(kāi)_______kg/m3.(已知ρ水=1.0×103 kg/m3,g取10 N/kg)
(5)(2020蘇州)小明對(duì)圖abcd進(jìn)行分析研究,發(fā)現(xiàn)浮力的大小有時(shí)與深度有關(guān),有時(shí)與深度無(wú)關(guān),對(duì)此合理的解釋是浮力的大小隨著排開(kāi)水的體積的增大而_____,當(dāng)物體完全浸沒(méi)在水中后排開(kāi)水的體積相同,浮力的大小與深度_____.
(6)為探究物體在水中受到的浮力大小與浸入水中的體積和深度的關(guān)系,另一同學(xué)小剛把裝滿水的溢水杯放到臺(tái)秤上,溢水杯口下方放置一空量筒.用細(xì)線系住金屬塊并掛在彈簧測(cè)力計(jì)上,測(cè)力計(jì)示數(shù)為G. 然后將金屬塊緩慢浸入水中,且始終不與杯接觸,如圖乙所示.該裝置的優(yōu)點(diǎn)是_________________________________________.
臺(tái)秤方便讀數(shù),量筒直觀顯示排開(kāi)液體的體積
(7)(2021廣安)當(dāng)物體從接觸水面開(kāi)始,到物體浸沒(méi)在水中,直至浸沒(méi)到更深位置(未觸底),在圖丙中能表示出此過(guò)程物體所受浮力F與浸入水中深度h關(guān)系的圖像是___(選填“①”或“②”).
變式點(diǎn)2 實(shí)驗(yàn)圖像的分析[第(7)問(wèn)](2)小明換另一液體重復(fù)實(shí)驗(yàn),記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得到彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)與物體P下表面浸入深度的關(guān)系圖像如圖所示,圖中拐點(diǎn)表示物體_______________,則該液體的密度為_(kāi)_______kg/m3.
探究浮力的大小跟物體排開(kāi)液體重力的關(guān)系
【設(shè)計(jì)與進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】1. 實(shí)驗(yàn)裝置圖
2. 實(shí)驗(yàn)注意事項(xiàng)(1)溢水杯要求________,保證物體排開(kāi)的液體全部流入小桶(2)待彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)穩(wěn)定后再讀數(shù)▲3. 實(shí)驗(yàn)步驟(1)用測(cè)力計(jì)測(cè)出某物體所受的重力G1,如圖甲(2)測(cè)出空桶的重力G2,如圖乙(3)將物體浸沒(méi)在盛滿水的溢水杯中,測(cè)出拉力的大小F,如圖丙(4)__________________________________
測(cè)出桶與物體排開(kāi)水所受的總重力G3
4. 浮力計(jì)算(稱重法F?。絖______)(用上述步驟中的字母表示)▲5. 排開(kāi)的液體所受的重力(G排=________)(用上述步驟中的字母表示)6. 多次實(shí)驗(yàn)的操作和目的操作:更換不同的液體或大小不同的物體,多次實(shí)驗(yàn).目的:使實(shí)驗(yàn)結(jié)論更具有_______.【分析現(xiàn)象和數(shù)據(jù),總結(jié)結(jié)論】▲7. 實(shí)驗(yàn)結(jié)論:浸在液體里的物體受到豎直向上的浮力,浮力的大小_____被物體排開(kāi)的液體的重力.
【交流與反思】▲8. 實(shí)驗(yàn)誤差分析(1)先測(cè)桶和排開(kāi)液體的重力,再測(cè)空桶的重力(所測(cè)桶沾水重力偏大,所測(cè)排開(kāi)液體的重力偏___)(2)先將物體放入水中測(cè)拉力,再測(cè)物體的重力(物體沾水所測(cè)重力偏大,所測(cè)浮力偏___)(3)若溢水杯中液體未達(dá)到溢水口(排開(kāi)液體的重力偏___,不能得出正確結(jié)論)
例2 (2021云南省卷)某小組探究“浮力的大小與排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系”.(1)彈簧測(cè)力計(jì)使用前要先進(jìn)行__________.(2)實(shí)驗(yàn)步驟如圖所示,甲、乙、丁、戊中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為F1、F2、F3、F4,由圖甲和丁可知物體受到的浮力F?。絖_______.
(3)以下選項(xiàng)中若_____成立,則可以得出浮力的大小與排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系.A. F1-F2=F3-F4 B. F1-F3=F4-F2 C. F3-F2=F1-F4(4)另一小組利用兩個(gè)相同的彈簧測(cè)力計(jì)A和B、飲料瓶和吸管組成的溢水杯、薄塑料袋(質(zhì)量忽略不計(jì))對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn),裝置如圖己所示.向下移動(dòng)水平橫桿,使重物緩慢浸入盛滿水的溢水杯中,觀察到A的示數(shù)逐漸_____,B的示數(shù)逐漸______,且A、B示數(shù)的變化量______(選填“相等”或“不相等”).
變式點(diǎn) 創(chuàng)新裝置[第(4)問(wèn)](1)另一小組又進(jìn)行了如下深入探究:將溢水杯中注滿水放在電子秤上,如圖甲所示,其示數(shù)為m1,將鐵球用細(xì)線懸掛輕輕放入水中浸沒(méi),待杯中水停止外溢時(shí),如圖乙所示,其示數(shù)為m2,則m2____m1(選填“>”“=”或“<”).
(5)比較兩種實(shí)驗(yàn)方案,改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)是_____(多選).A. 測(cè)力計(jì)A的示數(shù)就是物體所受浮力的大小B. 實(shí)驗(yàn)器材生活化,測(cè)力計(jì)固定、示數(shù)更穩(wěn)定C. 能同步觀察測(cè)力計(jì)A、B示數(shù)的變化
(6)物體從剛接觸水面到全部浸沒(méi)水中,水對(duì)溢水杯底的壓強(qiáng)_________(選填“逐漸增大”“逐漸減小”或“保持不變”).(7)為了得到更普遍的結(jié)論,下列繼續(xù)進(jìn)行的操作中不合理的是____.A. 用原來(lái)的方案和器材多次測(cè)量求平均值B. 用原來(lái)的方案將水換成酒精進(jìn)行實(shí)驗(yàn)C. 用原來(lái)的方案將石塊換成體積與其不同的鐵塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)
(8)(2021泰州)實(shí)驗(yàn)后小組成員又進(jìn)行了交流,要驗(yàn)證阿基米德原理,物體________(選填“一定”或“不一定”)要浸沒(méi)在水中.
浮力 阿基米德原理(柳州6年6考,常結(jié)合密度、壓強(qiáng)等知識(shí)綜合考查)
1. (2019柳州11題3分)將打足氣的籃球和套扎在氣針上的未充氣的氣球一起懸掛在杠桿右端,左端掛適量鉤碼使杠桿水平平衡.將氣針插入籃球氣孔中,籃球中的部分空氣充入氣球后,杠桿左端下降,如圖所示.這個(gè)現(xiàn)象說(shuō)明( )A. 大氣壓的存在B. 鉤碼重大于籃球與氣球總重C. 空氣充入氣球后,鉤碼對(duì)杠桿的拉力與其力臂的乘積變大D. 空氣充入氣球后,籃球和氣球受到總的空氣浮力變大注:本題源自HY八下P89課外活動(dòng)改編
2. (2020柳州26題8分)如圖所示是我市某商場(chǎng)前豎立的大型充氣金箍棒,為估算它受到空氣浮力的大小,將其視為底面半徑r=1 m,高為h=10 m的圓柱體.兩名同學(xué)提出兩種不同方法:甲方法:根據(jù)它上、下表面受到大氣的壓力差計(jì)算浮力.乙方法:根據(jù)阿基米德原理計(jì)算浮力.(1)請(qǐng)你用以上兩種方法.分別計(jì)算該充氣金箍棒受到浮力的大?。韵滦畔⒖晒┦褂茫汉0? 000 m以內(nèi).每升高10 m,大氣壓降低約110 Pa;地面附近的空氣密度約為ρ=1.3 kg/m3;取π=3.14,g=10 N/kg.
(2)不考慮上述兩種方法計(jì)算結(jié)果的差異,對(duì)于估算空氣中物體受到浮力的大小,你認(rèn)為哪種方法適用范圍更廣?請(qǐng)簡(jiǎn)述理由.
解:(1)甲方法:在海拔2 000 m以內(nèi),每升高10 m,大氣壓降低約110 Pa,由于金箍棒的高度為h=10 m,所以金箍棒上下表面受到的壓強(qiáng)差Δp=110 Pa,充氣金箍棒受到的浮力F浮甲=ΔF=ΔpS=Δpπr2=110 Pa×3.14×(1 m)2=345.4 N乙方法:金箍棒的體積V棒=πr2h=3.14×(1 m)2×10 m=31.4 m3金箍棒受到的浮力F浮乙=G排=ρgV排氣=ρgV棒=1.3 kg/m3×10 N/kg×31.4 m3=408.2 N(2)答:乙方法適用范圍更廣;乙方法中,地面附近空氣的密度是一定的,不用考慮物體是否規(guī)則,只要知道物體的體積(即排開(kāi)空氣的體積),代入公式F?。紾排=ρgV排氣中即可求得空氣中物體所受的浮力.
3. (2019梧州10題3分)將不同體積的一個(gè)乒乓球和一個(gè)實(shí)心球同時(shí)沒(méi)入水中,放手后發(fā)現(xiàn)乒乓球浮出水面,而實(shí)心球沉入水底,如圖所示,乒乓球和實(shí)心球受到的浮力分別為F1和F2,則下列判斷正確的是( )A. F1>F2 B. F1=F2C. F1<F2 D. 無(wú)法確定
4. (2018北部灣經(jīng)濟(jì)區(qū)26題7分)在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,提出如下猜想:
猜想1:浮力的大小可能與液體的密度有關(guān)猜想2:浮力的大小可能與物體的重力有關(guān)猜想3:浮力的大小可能與物體的形狀有關(guān)猜想4:浮力的大小可能與排開(kāi)液體的體積有關(guān)
(1)如圖甲所示,用手把飲料罐按入水中,飲料罐浸入水中越深,手會(huì)感到越吃力.這個(gè)事實(shí)可以支持以上猜想___(選填序號(hào)).
(2)為了研究猜想1和猜想2,選用了體積相同的A,B,C三個(gè)圓柱體,測(cè)得重力分別為4 N、4.5 N和5 N,然后進(jìn)行如圖乙所示的實(shí)驗(yàn).①在序號(hào)a的實(shí)驗(yàn)中,物體所受的浮力為_(kāi)_N.②比較序號(hào)__、___、e的三次實(shí)驗(yàn),可得出初步結(jié)論:浮力的大小與液體的密度有關(guān).③進(jìn)一步分析可知:液體的密度越大,物體所受的浮力越___.④比較序號(hào)a、b、c的三次實(shí)驗(yàn),可得出結(jié)論:浮力的大小與物體的重力___關(guān).
(3)為了研究猜想3,小明用兩塊相同的橡皮泥分別捏成圓錐體和圓柱體進(jìn)行如圖丙所示的實(shí)驗(yàn),由此小明得出的結(jié)論是:浮力的大小與物體的形狀有關(guān),小玲認(rèn)為這結(jié)論不可靠,主要原因是_________________________.
沒(méi)有控制排開(kāi)水的體積相同
探究浮力的大小跟排開(kāi)液體重力的關(guān)系
5. (2021貴港24題6分)如圖所示是某物理興趣小組驗(yàn)證“阿基米德原理”的實(shí)驗(yàn)操作過(guò)程示意圖.
(1)驗(yàn)證阿基米德原理實(shí)驗(yàn)的合理順序是_____________.(填字母代號(hào))(2)金屬塊浸入溢杯前,溢杯里水面高度應(yīng)______________.(3)金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí),受到的浮力是_____N.
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