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探究阿基米德原理
【實驗?zāi)康摹刻骄坑绊懜×Υ笮〉囊蛩亍?br /> 【實驗器材】彈簧測力計、燒杯2個、水、圓柱體（A）、鹽水。
【實驗原理】（1）浸在液體中的物體都會受到向上的浮力；（2）浮力大小遵循阿基米德原理。
【實驗步驟】一、實驗裝置如圖。

甲 乙 丙 丁 戊
二、用彈簧測力計測量圓柱體受到的重力，如圖甲所示，數(shù)據(jù)計入實驗表格。
三、用彈簧測力計掛著物體A慢慢部分（一半）浸入水中，如圖乙所示，此時彈簧測力計讀數(shù)計入表格。
四、用彈簧測力計掛著物體A，使其全部浸入水中（A在水中上半部），如圖丙所示，此時彈簧測力計讀數(shù)計入表格。
五、用彈簧測力計掛著物體A，使其全部浸入水中（A在水中下半部），如圖丁所示，此時彈簧測力計讀數(shù)計入表格。
六、用彈簧測力計掛著物體A，使其全部浸入鹽水中，如圖戊所示，此時彈簧測力計讀數(shù)計入表格。
七、實驗表格（參考數(shù)據(jù)，圖中所示）
實驗步驟
浸入液體內(nèi)體積
彈簧測力計讀數(shù)/N
1
0
8
2
V
7
3
V
6
4
V
6
5
V
5.6
八、整理器材。
【實驗結(jié)論】浸入液體里的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體受到的重力。
2.考查內(nèi)容
考查方向
解答思路
浮力大小與浸入液體內(nèi)部體積關(guān)系
物體浸入液體內(nèi)部體積不變，浮力不變（步驟3、4）；浸入液體的體積增大，浮力增大（步驟2、3）
浮力大小與浸入液體內(nèi)部深度關(guān)系
物體全部浸入液體內(nèi)部，浮力與深度無關(guān)（步驟3、4）
浮力大小與液體密度的關(guān)系
體積不變時，液體密度越大，浮力越大（步驟4、5）
浮力大小和物體形狀的關(guān)系
浸入液體內(nèi)體積不變，浮力不變，和物體形狀無關(guān)
浮力的計算
F浮=G-F彈（G是重力，F(xiàn)彈是彈簧測力計讀數(shù)）
探究方法
控制變量法
物體所受浮力大小規(guī)律
等于物體排開液體所受到的重力
【知識拓展】阿基米德原理應(yīng)用
1.阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開液體所受的重力。這就是著名的阿基米德原理。即F浮=G排=ρ液gV排。（V排表示物體排開液體的體積）。
2．浮力與壓強（深度）的關(guān)系：物體受到浮力的大小與液體的深度有關(guān)？
當船運載貨物時，它的載重量越大，吃水就越深；載重量越小，吃水就越淺。而載重量大需要的浮力也會大，載重量小，需要的浮力也小。因此看來，浮力的大小與船只在水中的深度成正比，又正為水的壓強也與它的深度成正比。所以，我們仔細研究會發(fā)現(xiàn)，船只產(chǎn)生的最大壓強與它同深度的水壓是一樣的，載重量大的船吃水深就是因為它壓強大的緣故。
為什么我們做實驗時，彈簧稱的讀數(shù)并不會隨物體在液中位置的深淺而變化呢？
其實，彈簧稱稱量的物體在液中受到的浮力時，只要物體完全浸入液體中的體積不變，無論物體在液體中的深度怎樣，物體受到液體對物體的壓力差也不變，彈簧稱的讀數(shù)才不會隨物體在液中位置的深淺而變化。

1、如圖是探究浮力大小影響因素的實驗。
(1)丙圖中圓柱體所受浮力為____牛。
(2)換用飽和食鹽水或酒精重復(fù)上述實驗，可以探究浮力大小跟___________________的關(guān)系。
(3)要探究浮力大小和排開液體的重力的關(guān)系，還應(yīng)進行的實驗操作是__________________。

【答案】（1）5 （2）液體密度(或液體種類)
（3）先用測力計測出空桶的重，再測出圓柱體浸入水中時桶和排開水的總重
【解析】（1）由甲知，圓柱體的重力G=6N；由圖甲、丙知，圓柱體浸沒在水中后所受浮力F浮=G-F=6N-1N=5N；丁圖中圓柱體排開水的體積不變，則所受浮力仍然為5N；（2）換用飽和食鹽水或酒精重復(fù)上述實驗，保持排開液體的體積相同，液體的密度不同，可以探究浮力大小跟液體的密度的關(guān)系；（3）要探究浮力大小和排開液體的重力的關(guān)系，需要測量的量有四個：物體重力、物體浸在液體中時彈簧測力計的示數(shù)、空桶的重力、小桶和溢出液體的總重力；所以還應(yīng)進行的實驗操作是測出空桶的重力、小桶和溢出液體的總重力。
2、在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗中(如圖所示)，小明先用彈簧測力計測出金屬塊的重力，然后將金屬塊緩慢浸入液體中不同深度，步驟如圖B、C、D、E、F所示(液體均未溢出)，并將其示數(shù)記錄在表中：
實驗步驟
B
C
D
E
F
彈簧測力
計示數(shù)/N
2.2
2.0
1.7
1.7
1.9
(1)分析比較實驗步驟A和__________可得出：浮力大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)；分析比較A、B、C、D可知：浮力大小與物體____________________的體積有關(guān)；分析實驗步驟A、E、F可知：浮力的大小還與____________________有關(guān)。
(2)分析實驗數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)中液體密度 ___________ (填“大于”“小于”或“等于”)水的密度。
(3)金屬塊浸沒在水中時受到的浮力大小是1N，金屬塊密度為___________kg/m3。(水的密度ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
【答案】（1）D、E 排開液體 液體密度（2）小于 （3）2.7×103
【解析】(1)物體受到的浮力大小與液體的密度和排開液體的體積有關(guān)，與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)。(2)物塊在水中受到的浮力：F?。?.7 N－1.7 N＝1 N；物塊在另一液體中受到的浮力：F浮′＝2.7 N－1.9 N＝0.8 N；根據(jù)F浮＝ρ液gV排可知，物體排開液體的體積相同時，密度越大，受到的浮力越大，故F中液體密度小于水的密度。(3)金屬塊的體積：V＝V排＝＝＝10－4m3；金屬塊的質(zhì)量：m＝＝＝0.27 kg；金屬塊的密度：ρ＝＝＝2.7×103 kg/m3。
3、小虹利用彈簧測力計、實心圓柱體物塊、燒杯等器材，探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)。小虹提出如下猜想，設(shè)計并進行了實驗。
猜想a：浮力大小與物體浸沒在液體中的深度有關(guān)。
猜想b：浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)。
猜想c：浮力大小與液體的密度有關(guān)。
(1)小虹確定了測量浮力的方法：用彈簧測力計先測出物體的重力G，接著將物體浸入液體中靜止時，讀出測力計對物體的拉力F拉，可計算出物體所受的浮力F浮。其測量原理利用了________。
A．F浮與G是一對平衡力 B．F浮與G是相互作用力
C．F浮與F拉是相互作用力 D．F浮、F拉和G是一組平衡力
(2)小虹的操作步驟及測量數(shù)據(jù)如圖所示。由測量數(shù)據(jù)可得：B步驟中圓柱體物塊受到水的浮力為________N。
(3)分析圖中A步驟與________(填出步驟的序號)步驟的數(shù)據(jù)，可以驗證猜想a是錯誤的。
(4)進一步學(xué)習(xí)了阿基米德原理之后，利用圖中的測量數(shù)據(jù)，還可以計算出其他一些物理量(水的密度已知)。下列物理量中不能計算出的是________。
A．物塊的體積　 B．物塊的密度　 C．鹽水的體積　 D．鹽水的密度

【答案】(1)D　(2)0.4　(3)C、D　(4)C
【解析】（1）由題意知，物體受重力、水的浮力、測力計的拉力三個力的作用，在這三個力的作用下保持平衡，所以這三個力平衡，故D正確；（2）測力計分度值為0.2N，由圖A可知，物體的重力為2.4N；B中測力計的示數(shù)為2N，所以此時受到的浮力為：F浮=G-F=2.4N-2N=0.4N；
（3）C、D兩圖實驗，物體排開液體的體積和密度相同，浸沒在液體中的深度不同，因測力計示數(shù)相同，受到的浮力相同，故可得：浮力大小跟物體浸沒在液體中的深度無關(guān)，可以驗證猜想a是錯誤的；
（4）AB、由圖A可知物體所受的重力G=2.4N，則m=G/g=2.4N/10N/kg=0.24kg；根據(jù)圖AD或圖AC可求出物體完全浸沒在水中時受到的浮力F浮=G-F=2.4N-1.4N=1N；由F浮=ρ液gV排得，V物=V排=F浮/ρ水g=1N/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=1×10-4m3；物體的密度為：ρ=m/V=0.24kg/(1×10?4m3)=2.4×103kg/m3；C、通過數(shù)據(jù)無法得知鹽水的體積；D、由圖AE可知物體在鹽水中受到的浮力為：F浮′=G-F′=2.4N-1.3N=1.1N；由F浮=ρ液gV排得，ρ鹽水=F浮′/gV排=1.1N/(10N/kg×1×10?4m3)=1.1×103kg/m3。由上可知，不能得出的是C選項。

1、如圖13所示，是同學(xué)們在“探究同一物體所受的浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗過程圖。圖甲、乙、丙容器中裝的液體是水，圖丁容器中裝的液體是酒精，F(xiàn)1、F2、F3、F4分別是圖甲、乙、丙、丁中彈簧測力計的示數(shù)。請回答以下問題：

（1）圖甲中，彈簧測力計的示數(shù)F1=________N。
（2）物體完全浸沒在水中時所受的浮力為________N。
（3）分析圖中乙、丙兩圖實驗數(shù)據(jù)可得：物體所受的浮力大小與________有關(guān)；分析圖中________兩圖實驗數(shù)據(jù)可得：物體所受的浮力大小與液體密度有關(guān)。
（4） 實驗中釆用的探究方法在研究物理問題時經(jīng)常用到，稱為________法。
【答案】（1）4.8 （2）2 （3）物體排開液體的體積 丙和丁 （4）控制變量
【解析】（1）由圖甲知，彈簧測力計的分度值為0.2N，圖中指針指在4至5之間的第4條刻度線處，所以示數(shù)為4.8N；
（2）由圖甲和圖丙知，物體完全浸沒在水中時所受的浮力為F浮=F1-F3=4.8N-2.8N=2N；
（3）由乙、丙兩圖實驗數(shù)據(jù)得，物體所受的浮力大小與物體排開液體的體積有關(guān)；為了得出物體所受浮力大小與液體密度有關(guān)，需確保物體排開液體的體積相同，而物體所在的液體的密度不同，所以應(yīng)分析圖丙和圖丁兩圖的實驗數(shù)據(jù)；
（4）因為物體在液體中受到的浮力可能受到多個因素影響，所以在探究本實驗時，需要采用控制變量法。
2、如圖所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗裝置和實驗過程中彈簧測力計掛著同一金屬塊的示數(shù)。

(1)金屬塊浸沒在水中時，受到的浮力是 N。
(2)分析圖丙、丁可知,浮力大小跟物體浸沒在水中的深度 (選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。
(3)分析 兩圖可知,浸在液體中的物體所受浮力大小跟液體密度有關(guān)。戊圖中鹽水的密度是 kg/m3.如果在實驗中不小心使戊圖中的金屬塊接觸了容器底且與容器底有力的作用，此時測量出的鹽水密度值將如何變化，并分析原因 。
(4)實驗中由于握著測力計的手臂易晃動，導(dǎo)致測力計示數(shù)不穩(wěn)定，讀數(shù)困難。
請你寫出一種改進措施 。
【答案】
（1）2；（2）無關(guān)；（3）丁、戊；1.2×103；?偏大，金屬塊與容器底有力的作用，則測力計示數(shù)變小，導(dǎo)致F示鹽水變小，根據(jù)稱重法，故F浸鹽水變大，根據(jù)ρ鹽水=ρ水F浸鹽水/F浸水
知，測量的鹽水密度值將偏大；
（4）將彈簧測力計固定在鐵架臺上，通過改變鐵夾的高度來改變浸入水中的多少。
【解析】（1）根據(jù)稱重法測浮力，金屬塊在水中受到的浮力為： F浮=G-GC=4.8N-2.8N=2N；
（2）分析丙、丁兩圖，當金屬都塊浸沒在水中后，金屬塊的深度不同，但測量力計示數(shù)相同，根據(jù)稱重法測浮力：F浮=G-G′知，所受浮力的大小大小相同，故得出當金屬塊浸沒在水中后，所受浮力大小跟物體浸沒在水中的深度無關(guān)；
（3）比較圖丁戊，排開液體的體積相同，而排開液體的密度不同，兩圖中，測力計示不同，根據(jù)稱重法，可知金屬塊受到的浮力不同，故由實驗數(shù)據(jù)可得到的結(jié)論是：浸在液體中的物體受到浮力的大小與液體密度有關(guān)；
金屬塊浸沒在水中受到的浮力：F浸水=2N------①，
根據(jù)阿基米德原理有： F浸水=ρ水gV排水=ρ水gV物-----②，
由圖甲戊知，金屬塊浸沒在鹽水中受到的浮力： F浸鹽水=4.8N-2.4N=2.4N------③，
根據(jù)阿基米德原理有： F浸鹽水=ρ鹽水gV排鹽水=ρ鹽水gV物------④，
由②④得：ρ鹽水=ρ水F浸鹽水/F浸水-------⑤；
將①③代入⑤得：ρ鹽水=2.4N/2N,ρ水=1.2×103?kg/m3；
如果他在實驗中不小心使E圖中物體接觸了容器底且與容器底有力的作用，則測力計示數(shù)變小，導(dǎo)致F示鹽水變小，根據(jù)稱重法，故F浸鹽水變大，根據(jù)ρ鹽水=ρ鹽水=ρ水F浸鹽水/F浸水知，測量的鹽水密度值將偏大。
（4）實驗中，由于握著測力計的手臂晃動，導(dǎo)致測力計示數(shù)不穩(wěn)定，讀數(shù)困難，可以將彈簧測力計固定在鐵架臺上，通過改變鐵夾的高度來改變浸入水中的多少。
3、小李同學(xué)在探究“影響浮力大小的因素”時，依次做了如圖甲所示實驗。


觀察并分別比較圖中有關(guān)數(shù)據(jù)可知：
（1）當物體浸沒在水中時，受到的浮力為_________N。
（2）分析圖A、C、D可得，物體在液體中所受浮力大小與_________有關(guān)。
（3）當物體從接觸水面開始，到浸沒于水中，直至浸沒到更深位置（未觸底），在圖乙中能表示出此過程物體所受浮力F與浸入水中深度h關(guān)系的圖象是________（選填“①”或“②”）。
（4）小李在實驗中主要用到的科學(xué)探究方法是________。
【答案】1 液體密度 ② 控制變量法
【解析】（1）由圖，物體重力為4.2N，浸沒在水中時，測力計示數(shù)3.2N，浮力為F浮=4.2N-3.2N=1N
（2）分析圖A、C、D，均完全浸沒，水和酒精密度不同，測力計示數(shù)不同，浮力不同，所以物體在液體中所受浮力大小與液體密度有關(guān)。
（3）當物體從接觸水面開始，到浸沒于水中，直至浸沒到更深位置（未觸底），排開液體體積先增大后不變，根據(jù)F浮=ρgV排，浮力先增大后不變，所以為②。
（4）存在多個變量，所以采用了控制變量法。
4、小明在驗證“阿基米德原理”實驗中:


（1）用已調(diào)零的彈簧測力計，按照圖甲中所示順序進行實驗操作，測力計的示數(shù)分別為：F1、F2、F3、F4，由此可知鐵球浸沒在水中所測得的浮力表達式為F浮=_______，測得鐵球排開水所受的重力表達式為G排=_______（用此題中所給字母表示）
（2）小明預(yù)期要獲得的結(jié)論是：_______（用此題中所給字母表示）；
（3）在讀數(shù)正確的情況下，小明由實驗數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：鐵球浸沒在水中所受浮力F浮大于鐵球排開的水所受重力G排，而且超出了誤差允許的范圍，得出此實驗結(jié)果的原因可能是_______（寫出一條即可）；
（4）小明分析發(fā)現(xiàn)了此實驗操作中存在的問題并加以改正，進一步思考：如果實驗中物體沒有完全浸沒水中，能否驗證“阿基米德原理”，正確的觀點是_______（選填“能”或“不能”）驗證；
（5）他又進行了如下深入探究：將溢水杯中注滿水放在電子秤上，如圖乙所示，其示數(shù)為m1，將鐵球用細線懸掛輕輕放入水中浸沒，待杯中水停止外溢時，如圖丙所示，其示數(shù)為m2，則m2_______m1，（選填“>”、“=”、“

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