
基礎(chǔ)考點(diǎn)梳理
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康?、原理、方?br>(1)實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄坑绊懜×Υ笮〉囊蛩亍?br>(2)實(shí)驗(yàn)原理:F浮=G-F讀。
(3)實(shí)驗(yàn)方法:稱重法、控制變量法。
2.實(shí)驗(yàn)器材及圖像:彈簧測(cè)力計(jì)、水、鹽水、細(xì)線、燒杯、小石塊
(1)彈簧測(cè)力計(jì):測(cè)量拉力。
(2)細(xì)線:連接實(shí)驗(yàn)器材。
(3)小石塊、金屬塊:實(shí)驗(yàn)對(duì)象。
(4)水、鹽水:改變液體密度。
(5)燒杯:盛裝液體。
3.實(shí)驗(yàn)步驟
步驟①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量石塊在空氣中的重力。
步驟②把石塊慢慢浸入水中,直至石塊完全沒(méi)入水中,并觀察彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)變化。
步驟③把水換成鹽水,重復(fù)步驟②。
步驟④把小石塊換成金屬塊重復(fù)上面三個(gè)步驟。
步驟⑤記錄數(shù)據(jù),整理器材。
4.實(shí)驗(yàn)結(jié)論
(1)浮力大小跟浸入液體(水)中的體積有關(guān)。
(2)浸入液體中的體積一定時(shí),浮力大小跟物體所在深度無(wú)關(guān)。
(3)比較步驟二、三可知,浸入液體中的體積一定時(shí),浮力大小跟液體密度有關(guān),密度大的浮力大。
5.實(shí)驗(yàn)補(bǔ)充
(1)浮力產(chǎn)生的原因:
(1)浮力:浸在液體或氣體里的物體受到液體或氣體豎直向上的托力叫做浮力。
(2)浮力的產(chǎn)生原因:物體下表面受到向上的壓力大于物體上表面受到的向下的壓力。
(3)浮力方向:豎直向上,施力物體是液(氣)體。
2、影響浮力大小的因素:通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究發(fā)現(xiàn)(控制變量法):浮力的大小跟物體浸在液體中的體積和液體的密度有關(guān)。物體浸在液體中的體積越大,液體的密度越大,浮力就越大。
6.??紝?shí)驗(yàn)問(wèn)題如圖
(1)通過(guò)A、C實(shí)驗(yàn)步驟,可知物體浸沒(méi)在水中所受浮力大小是 2 N。
(2)通過(guò) A、B、C (填字母)實(shí)驗(yàn)步驟,可得猜想2是 正確 (選填“正確”或“錯(cuò)誤”)。
(3)通過(guò)A、C、E實(shí)驗(yàn)步驟,可探究物體所受浮力大小與 液體的密度 有關(guān)。
(4)分析C、D兩次實(shí)驗(yàn)可知:浸在液體中的物體受到浮力的大小與浸沒(méi)深度 無(wú)關(guān) 。
(5)若先完成實(shí)驗(yàn)C,再完成實(shí)驗(yàn)A,則測(cè)得的浮力將 偏大 (選填“偏大”或“偏小”)。
(6)使用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量前,應(yīng)觀察它的指針是否 指在零刻度上 ,若沒(méi)有,則進(jìn)行調(diào)整。
(7)換用不同的物體和液體重復(fù)實(shí)驗(yàn)?zāi)康氖牵罕苊鈱?shí)驗(yàn)偶然性,得出影響浮力大小影響的普遍性規(guī)律。
(8)彈簧測(cè)力計(jì)自身重力和細(xì)線以及鹽水的濃度會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生一定的誤差。
精選真題匯編
1.小明探究“怎樣使物體上浮”,將體積相等的兩個(gè)物體A、B浸沒(méi)在水中,松開(kāi)手,物體靜止時(shí)如圖甲所示。(g取10N/kg)
(1)如圖乙所示,選擇物體A進(jìn)行實(shí)驗(yàn),用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出其重力GA=________N,浸沒(méi)在水中受到的浮力FA=________N,A的體積VA=________cm3;
(2)測(cè)出物體B的重力GB,發(fā)現(xiàn)GB小于________(選填“GA”或“FA”),初步得到物體上浮的條件;
(3)將物體A從水中提起的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大,你認(rèn)為可能的原因是________________。
2.興趣小組利用彈簧測(cè)力計(jì)、物塊、溢水杯、小桶、鐵架臺(tái)等器材驗(yàn)證阿基米德原理。(細(xì)線的質(zhì)量和體積均忽略不計(jì))
(1)使用彈簧測(cè)力計(jì)前,要將指針調(diào)在________位置。
(2)實(shí)驗(yàn)中所用物塊的重力為_(kāi)_______N。
(3)同學(xué)們發(fā)現(xiàn)溢水杯中未裝滿水,如圖甲所示,這樣實(shí)驗(yàn)會(huì)使測(cè)得的溢出水的重力________(填“偏大”或“偏小”)。
(4)溢水杯裝滿水后,將物塊浸沒(méi)在水中,如圖乙所示,物塊受到的浮力為_(kāi)_______N,物塊受到的浮力大小與它排開(kāi)水所受的重力大小________。
(5)繼續(xù)實(shí)驗(yàn),將物塊浸沒(méi)在裝滿酒精的溢水杯中,如圖丙所示,發(fā)現(xiàn)F5>F3,說(shuō)明物塊受到的浮力大小與________有關(guān)。換用酒精再次實(shí)驗(yàn)的目的是________________(填“減小誤差”或“尋找普遍規(guī)律”)。
3.在“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,小明提出如下猜想:
A.可能與液體密度有關(guān)
B.可能與物體浸在液體中的體積有關(guān)
C.可能與物體密度有關(guān)
D.可能與物體浸沒(méi)在液體中的深度有關(guān)
他們領(lǐng)取的實(shí)驗(yàn)器材有:柱形鐵塊一個(gè)、彈簧測(cè)力計(jì)一個(gè)、一杯水(適量)、細(xì)線(體積忽略不計(jì))。
(1)只用這些器材,可以驗(yàn)證上述猜想中的B和________(選填字母序號(hào))是否正確。
(2)如圖是探究猜想B的實(shí)驗(yàn)過(guò)程,將鐵塊懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下靜止在空氣中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F1;將鐵塊部分浸入水中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F2,此時(shí)鐵塊受到的浮力大小表達(dá)式為F?。?
________(用題中物理量符號(hào)表示)。將鐵塊浸沒(méi)在水中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F3,則F2________F3(選填“大于”、“小于”或“等于”)。分析比較F1、F2、F3的大小與浮力的關(guān)系,可以得到結(jié)論:鐵塊浸在水中的體積越大,受到的浮力越大。
4.在“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中:
(1)觀察彈簧測(cè)力計(jì)的零刻度線、________和分度值。調(diào)零時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在________(選填“豎直”或“水平”)方向上調(diào)零。
(2)如圖甲所示,在彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛一個(gè)高為6cm的長(zhǎng)方體物塊(可塑),測(cè)出重力。將它緩慢浸入水中,記錄懸停在A、B、C、D、E這五個(gè)位置彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)和深度h。請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),在圖乙中畫出物塊所受浮力F浮隨h變化的圖象。
(3)分析圖象可知:浸沒(méi)前,h增加,F(xiàn)浮________;浸沒(méi)后,h增加,F(xiàn)浮________。(均選填“變大”、“變小”或“不變”)
(4)若把此物塊捏成高為6cm的圓錐體,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。兩次實(shí)驗(yàn)所得的F浮隨h變化的圖象
________(選填“相同”或“不同”)。
(5)若繼續(xù)探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系,還需添加一種材料:________________。
5.如圖所示是物理興趣小組探究“影響浮力大小的因素”的實(shí)驗(yàn),根據(jù)他的實(shí)驗(yàn)探究數(shù)據(jù),請(qǐng)你回答下列問(wèn)題:(ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)由圖可知物體浸沒(méi)在水中受到的浮力F?。絖_______N;
(2)由圖ACD可知,浮力大小與物體浸沒(méi)深度________(選填“無(wú)關(guān)”或“有關(guān)”);
(3)分析此實(shí)驗(yàn)可得出:物體受到的浮力大小與________________和________有關(guān);
(4)經(jīng)進(jìn)一步計(jì)算可知物體體積V=________m3,物體的密度ρ=________kg/m3。
6.在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí),小麗將一個(gè)物塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,并逐漸使其浸入水中,實(shí)驗(yàn)過(guò)程和對(duì)應(yīng)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如圖甲、乙、丙、丁、戊所示。
(1)由圖甲、丙可知,物體浸沒(méi)在水中時(shí),受到的浮力為_(kāi)_______N。
(2)分析圖甲、乙、丙可知物體所受浮力大小與________(填“排開(kāi)液體”或“物體”)的體積有關(guān)。
(3)分析圖________可知,物體所受浮力與它浸沒(méi)在水中的深度無(wú)關(guān)。
7.小張?jiān)谔骄俊案×Φ拇笮「男┮蛩赜嘘P(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,做了以下的部分操作。用同一彈簧測(cè)力計(jì)掛著同一金屬物塊依次完成如圖所示的三次測(cè)量:
(1)乙圖所示的實(shí)驗(yàn)中,物塊受到的浮力大小為_(kāi)_______N。
(2)分析乙圖、丙圖,說(shuō)明浮力的大小與________有關(guān)。
(3)本實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可計(jì)算出鹽水的密度為_(kāi)_______________kg/m3。(已知水的密度為1.0×103kg/m3)
8.如圖是某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)探究“浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)步驟。
(1)從圖中可知物塊的重力為_(kāi)_______N。
(2)比較D和E,可以得出:浮力大小與________________有關(guān)。
(3)比較________和________,可以得出:當(dāng)物塊完全浸沒(méi)后,浮力大小與所處深度無(wú)關(guān)。
(4)本實(shí)驗(yàn)采用的物理方法是________________(選填“控制變量法”或“轉(zhuǎn)換法”)。
(5)該小組的同學(xué)根據(jù)阿基米德原理計(jì)算出上述實(shí)驗(yàn)中所用物塊的密度:
①物塊完全浸沒(méi)于水中所受浮力為_(kāi)_______N;
②物塊密度為_(kāi)_______kg/m3。(ρ水=1.0×103kg/m3,g=10N/kg)
9.在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,用密封透明的瓶子(質(zhì)量和厚度不計(jì),裝有適量酸奶)替代原實(shí)驗(yàn)中的物體,如甲圖。
(1)將瓶子浸沒(méi)在水中,如乙圖,此時(shí)瓶子受到的浮力為 N。
(2)繼續(xù)向上提升彈簧測(cè)力計(jì),當(dāng)酸奶液面與水面相平時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如丙圖。由以上數(shù)據(jù)可以得出:在液體密度一定時(shí),浮力大小與________________有關(guān)。
(3)通過(guò)這個(gè)實(shí)驗(yàn)還可以計(jì)算出酸奶的密度ρ=________________kg/m3。
10.小剛游泳時(shí)發(fā)現(xiàn),人從淺水區(qū)走向深水區(qū)的過(guò)程中所受浮力逐漸變大。于是他猜想浮力的大小可能與物體浸在液體中的深度有關(guān)。為了驗(yàn)證自己的猜想是否正確,他設(shè)計(jì)并完成了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn),并將詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中。
(1)表格中所缺數(shù)據(jù)為_(kāi)_______________,請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫出浮力大小F浮與物塊下表面所處深度h之間的關(guān)系圖像。
(2)分析上述實(shí)驗(yàn),請(qǐng)解釋人從淺水區(qū)走向深水區(qū)時(shí)浮力為什么會(huì)變大?________________。
(3)由圖B和表中數(shù)據(jù)可知,物塊下表面受到水的壓強(qiáng)為_(kāi)_______Pa。(ρ水=1.0×103kg/m3)
(4)為了繼續(xù)探究浮力的大小是否與液體密度有關(guān),他應(yīng)該采取的操作是:________________。
11.如圖是小青“探究浮力大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的大小關(guān)系是:F1>F2>F3。
(1)乙圖中物塊受浮力大小的表達(dá)式F浮乙=________________;
(2)小青比較甲、乙、丙三圖,得出浮力大小與深度有關(guān)的結(jié)論,有同學(xué)指出這個(gè)結(jié)論不可靠,原因是________________________;
(3)如果實(shí)驗(yàn)中水的密度大于液體的密度,則彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大小關(guān)系應(yīng)滿足F3________F4(選填“大于”、“等于”或“小于”)。
12.某實(shí)驗(yàn)小組為了研究浮力大小與物體排開(kāi)液體重力的關(guān)系,進(jìn)行了下面的實(shí)驗(yàn),如圖所示:
(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,利用哪些步驟能夠計(jì)算出物體所受的浮力大???________。哪些能夠計(jì)算出物體排開(kāi)液體的重力大???(用圖中的序號(hào)表示)________。
(2)通過(guò)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn),浮力大小與物體排開(kāi)的液體所受的重力有什么關(guān)系?________。
(3)為了使結(jié)論具有普遍性,該小組還應(yīng)該進(jìn)行怎樣的操作?________________。
(4)另外一個(gè)小組進(jìn)行實(shí)驗(yàn)后,發(fā)現(xiàn)浮力大小與物體排開(kāi)液體重力不相等,在排除誤差因素的情況下,出現(xiàn)這個(gè)結(jié)果的原因可能是什么?(寫出一條即可)________________。
13.小文利用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn):
(1)通過(guò)________三個(gè)圖進(jìn)行比較,說(shuō)明浮力的大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān)。
(2)物體A浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力是________N,物體A的體積是________m3。
(3)由圖示實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出鹽水的密度是________________kg/m3。
(4)他還想探究“物體受到的浮力大小與其形狀是否有關(guān)”,于是找來(lái)薄鐵片、燒杯和水進(jìn)行實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)步驟如下:
步驟一,將鐵片放入盛水的燒杯中,鐵片下沉至杯底。
步驟二,將鐵片彎成“碗狀”再放入盛水的燒杯中,讓它漂浮在水面上。
①通過(guò)分析可知,第一次鐵片受到的浮力 (選填“大于”、“小于”或“等于”)第二次鐵片受到的浮力。
②小文得到的結(jié)論是:物體受到的浮力大小與其形狀有關(guān),他得出錯(cuò)誤結(jié)論的原因是 。
14.如圖所示為“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置。
實(shí)驗(yàn)過(guò)程如下:先將盛有鹽水的容器放在電子秤上,然后用手提著系有細(xì)線的圓柱體將其緩緩地浸入鹽水中(鹽水足夠深),同時(shí)記下圓柱體下表面所處的深度h和電子秤顯示的相應(yīng)的質(zhì)量m,記錄數(shù)據(jù)如下表所示。已知圓柱體的高度為15cm,當(dāng)h=8cm時(shí),用彈簧秤測(cè)得細(xì)線對(duì)圓柱體的拉力為1.2N。
(1)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,電子秤示數(shù)逐漸增大時(shí),細(xì)線對(duì)圓柱體的拉力逐漸 (填“增大”或“減小”)。
(2)當(dāng)h=8cm時(shí),圓柱體受到的浮力大小為 (填“21.6”或“1.6”)N。分析表中數(shù)據(jù)可知:圓柱體受到的浮力大小與浸入鹽水的體積成 比。
(3)圓柱體的密度與鹽水的密度之比為 。
15.如圖,小麗利用彈簧測(cè)力計(jì)、實(shí)心圓柱體物塊等器材探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān),提出了以下猜想:
猜想a:浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度有關(guān);
猜想b:浮力大小與物體排開(kāi)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)如圖A所示,可知圓柱體重 N;B步驟中圓柱體受到水的浮力為 N。
(2)分析C步驟與 步驟(填字母)的數(shù)據(jù),可以驗(yàn)證猜想a是錯(cuò)誤的。
(3)比較B步驟與E步驟的數(shù)據(jù),不能得出浮力的大小與液體密度的關(guān)系,其原因是 。
(4)寫出能夠支持猜想b的一個(gè)生活現(xiàn)象: 。
(5)該圓柱體的密度為 kg/m3。
16.小明在廚房幫媽媽煮餃子,發(fā)現(xiàn)餃子剛?cè)脲仌r(shí)沉在水底,一段時(shí)間后餃子鼓起來(lái),煮熟后漂浮在水面上。小明猜想,物體受到的浮力大小可能與它排開(kāi)液體的體積有關(guān),于是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。他把適量砂子裝入氣球,并充入少量空氣,制成一個(gè)“餃子”進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中充入“餃子”的空氣質(zhì)量忽略不計(jì)。
(1)如圖甲所示,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出“餃子”的重力G= N。
(2)如圖乙所示,將“餃子”浸入水中,“餃子”沉底,它受到的浮力F乙與其重力G的大小關(guān)系為F乙 G。
(3)用測(cè)力計(jì)把“餃子”豎直拉離水底,在水中靜止,測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖丙所示,它受到的浮力F丙= N。
(4)向“餃子”中充入適量空氣,體積變大,浸入水中,測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖丁所示,此時(shí)它受到的浮力為F丁,則F丁與F丙的大小關(guān)系為F丁 F丙。
(5)向“餃子”中充入更多的空氣,浸入水中,“餃子”排開(kāi)水的體積更大,最終漂浮在水面上,如圖戊所示。至此,小明驗(yàn)證了自己的猜想,即物體受到的浮力大小與它排開(kāi)液體的體積有關(guān),且排開(kāi)液體的體積越大,浮力越 。
17.如圖是小明“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)情形。
(1)物塊未浸入水中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖甲所示,物塊的重力為 N。
(2)小明將物塊從圖甲下降至圖乙的過(guò)程中,發(fā)現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)逐漸減小的同時(shí),還觀察到 ,由此初步分析得出:物體所受浮力的大小與它排開(kāi)液體的體積有關(guān)。
(3)繼續(xù)增大物塊所處的深度,當(dāng)它與容器底部接觸后,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖丙所示,此時(shí)物塊受到的浮力為 N。
(4)為探究浮力與液體密度的關(guān)系,小明又把物塊浸沒(méi)到事先配制好的鹽水中,這樣操作的目的是為了控制 相同;他發(fā)現(xiàn)液體密度改變,而物塊受到的浮力變化卻不明顯。小明想出下列四種實(shí)驗(yàn)改進(jìn)方案,其中不可行的是 。
A.換用體積更大的同種物塊 B.換用密度比水小得多的液體
C.換用精確程度更高的測(cè)力計(jì) D.利用現(xiàn)有器材進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)
18.某小組同學(xué)在“探究影響浮力大小的因素”實(shí)驗(yàn)中,提出了浮力大小可能與下列因素有關(guān)的猜想:
①與物體浸沒(méi)在液體中的深度有關(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)。
實(shí)驗(yàn)器材有:彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯、金屬塊、水、鹽水(ρ鹽水>ρ水)。
小明先用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出金屬塊的重力,然后將金屬塊慢慢浸入液體中不同深度。實(shí)驗(yàn)步驟如圖a、b、c、d、e所示(液體均未溢出),并將彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)記錄下來(lái)。
(1)分析數(shù)據(jù)可知,金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力大小是 N;金屬塊浸沒(méi)在鹽水中時(shí)受到的浮力大小是 N;
(2)分析實(shí)驗(yàn)步驟a、c、d可知,在同種液體中,物體所受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)”)。分析三個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟 (填序號(hào))可知,在同種液體中,物體排開(kāi)液體的體積越大,物體受到的浮力越大;分析實(shí)驗(yàn)步驟a、d、e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 ;
(3)若先完成步驟c,再完成步驟a,則測(cè)得的浮力將 (選填“偏大”或“偏小”);
(4)該小組同學(xué)完成本次實(shí)驗(yàn)后,又用獲得的數(shù)據(jù)求出了金屬塊的體積為 m3,鹽水的密度為 kg/m3。
19.小軍同學(xué)在做“探究影響浮力大小因素”的實(shí)驗(yàn)時(shí),他用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛一個(gè)實(shí)心金屬塊,分別在下列四種情況下保持靜止(如圖所示)。請(qǐng)你幫助小軍同學(xué)完成以下問(wèn)題:
(1)乙圖中金屬塊所受浮力為 N。
(2)比較甲、丙、丁三幅圖可得出結(jié)論:浮力的大小與 有關(guān)。
(3)比較 三幅圖可得出結(jié)論:浮力的大小與物體浸在液體中的體積有關(guān)。
20.小明在“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”時(shí),進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn):
(1)如圖﹣1,小明把一個(gè)空飲料罐緩慢按入水中時(shí),用力逐漸變大,表明飲料罐所受浮力逐漸 。
(2)如圖﹣2,由實(shí)驗(yàn)步驟①和②可得,物體受到的浮力是 N。
(3)如圖﹣2,由實(shí)驗(yàn)步驟①②③④可初步得出:物體所受浮力大小與 有關(guān)。
(4)如圖﹣2,由實(shí)驗(yàn)步驟①④⑤可得出:當(dāng)物體排開(kāi)液體的體積相同時(shí),液體密度越大,物體所受的浮力越 。
21.小京為了證明“浸沒(méi)在水中的物體所受的浮力大小與水的深度有關(guān)”的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的,他利用符合實(shí)驗(yàn)要求的彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、燒杯、水和金屬塊等器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)以下是他的部分實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)幫他補(bǔ)充完整。
①將金屬塊懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,測(cè)量金屬塊受到的重力G并記錄。
②在燒杯中裝入適量的水, ,靜止時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F,用刻度尺測(cè)量燒杯中水的深度h并記錄。
③ ,靜止時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F,用刻度尺測(cè)量燒杯中水的深度h并記錄。
④用公式 計(jì)算金屬塊所受浮力F浮1、F浮2并記錄。
(2)由水的深度變化時(shí),F(xiàn)浮1 F浮2(選填“=”或“≠”),就可以證明這種觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。
22.在學(xué)習(xí)了浮力知識(shí)后,小明進(jìn)一步探究浮力的有關(guān)問(wèn)題。
實(shí)驗(yàn)一:探究漂浮物體受到的浮力大小與物體排開(kāi)液體重力的關(guān)系。
(1)實(shí)驗(yàn)步驟如下(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg):
步驟1:如圖甲所示,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體的重力為0.96N;
步驟2:如圖乙所示,在量筒中倒入適量的水;
步驟3:如圖丙所示,將物體輕輕放入量筒中,發(fā)現(xiàn)物體漂浮在水面上,由此可知物體所受浮力大小為
N;
步驟4:觀察量筒中水面的變化情況,通過(guò)計(jì)算可知物體排開(kāi)水的重力為 N。
綜合分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得到的結(jié)論是 。
實(shí)驗(yàn)二:探究浮力大小與液體密度的關(guān)系。
(2)小明又將該物體分別放入兩種不同的液體中,得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示,他分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論:液體密度越大,物體受到的浮力也越大。小紅認(rèn)為小明的實(shí)驗(yàn)不合理,她判斷的理由是 。
(3)該物體在液體1中處于沉底狀態(tài),說(shuō)明物體的密度 (選填“大于”“小于”或“等于”)液體1的密度;若使該物體在液體1中上浮,你的方法是 (寫出一種即可)。
23.小明與同學(xué)一起利用彈簧測(cè)力計(jì)、玻璃杯、金屬塊、水、濃鹽水等實(shí)驗(yàn)器材,探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)。他們正確的進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)操作:
(1)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn),把表中數(shù)據(jù)填寫完整:
(2)分析實(shí)驗(yàn)②③可得:液體密度相同,金屬塊排開(kāi)液體的體積越大,浮力越 ;
(3)分析實(shí)驗(yàn)③④可得:金屬塊排開(kāi)液體的體積相同,液體密度越大,浮力越 ;
(4)結(jié)論:浮力的大小與 和 有關(guān)。
(5)用這種實(shí)驗(yàn)方法,還可以測(cè)量 的密度。
(6)小明完成上述實(shí)驗(yàn)后,找來(lái)合適的玻璃杯,倒入足夠深的水,將掛在測(cè)力計(jì)上的金屬塊逐漸下降,但不接觸容器底。繪制出了實(shí)驗(yàn)中測(cè)力計(jì)的示數(shù)F隨物體下表面至水面深度h變化的F﹣h圖像(圖⑤)。分析圖像可知:當(dāng)金屬塊浸沒(méi)水中后繼續(xù)下降過(guò)程中測(cè)力計(jì)的示數(shù) ,這表明:浸沒(méi)在水中的物體受到的浮力跟浸沒(méi)的深度 。
24.小雨通過(guò)學(xué)習(xí)了解到物體在液體中所受浮力的大小與它浸在液體的體積、液體的密度有關(guān),他還想知道其它因素能否影響浮力大小。
(1)提出問(wèn)題:浸沒(méi)在液體中的固體所受的浮力大小是否跟固體的形狀有關(guān);
(2)猜想:小雨認(rèn)為浸沒(méi)在液體中的固體所受的浮力大小跟固體的形狀有關(guān);
(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)器材:燒杯、水、細(xì)線、彈簧測(cè)力計(jì)和一塊不吸水的橡皮泥。
實(shí)驗(yàn)步驟:
①小雨將橡皮泥用細(xì)線懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,讓橡皮泥緩慢 在水中,待橡皮泥靜止時(shí)讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F1;
②改變 ,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟,讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F2;
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:若F1=F2,則說(shuō)明小雨的猜想是 (選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的;
(5)評(píng)估:實(shí)驗(yàn)次數(shù)少,結(jié)論不具有普遍性。
25.在探究“浮力大小與什么因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)中:
(1)東寶測(cè)量物體A在水中所受浮力的方法如圖,由圖可知,物體受到的重力為 N,物體受到的浮力為 N,浮力的方向是 。
(2)偉鵬同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中獲得如表的數(shù)據(jù),分析表中的數(shù)據(jù)能否得到浮力大小與物體排開(kāi)液體體積的定量關(guān)系?若能,請(qǐng)寫出主要分析過(guò)程(可省略計(jì)算步驟)及結(jié)論;若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由。
26.小霞同學(xué)按照如圖1所示的操作,探究影響浮力大小的因素。
(1)物體全部浸沒(méi)在水中時(shí),受到的浮力是 N。
(2)觀察A、B、C、D四幅圖,可得出金屬塊受到的浮力大小與 有關(guān)。
(3)由D、E兩圖可得出結(jié)論:物體受到的浮力大小與 有關(guān)。
(4)小明還想用圖2所示裝置驗(yàn)證阿基米德原理:
①將裝滿水的溢水杯放在升降臺(tái)上,用升降臺(tái)來(lái)調(diào)節(jié)溢水杯的高度。當(dāng)逐漸調(diào)高升降臺(tái)時(shí),小明發(fā)現(xiàn)隨著重物浸入水中的體積變大,彈簧測(cè)力計(jì)甲的示數(shù)變小,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)乙的示數(shù)會(huì) (選填“變大”、“變小”、“不變”),若它們的變化量相等,則證明F浮=G排;
②在圖2中,已知重物是底面積為100cm2,高為8cm,重為10N的實(shí)心長(zhǎng)方體,從重物剛接觸水面開(kāi)始,將升降臺(tái)緩慢上升6cm,則重物最終浸入的深度為 cm(彈簧測(cè)力計(jì)每1N的刻度線間距為0.5cm)。
27.【探究名稱】探究浮力大小與物體的形狀是否有關(guān):
【問(wèn)題】某同學(xué)探究完浮力大小與液體密度和物體排開(kāi)液體體積的關(guān)系后,還想知道浮力大小是否與物體的形狀有關(guān)。于是,該同學(xué)進(jìn)行了如下探究。
【證據(jù)】該同學(xué)用一塊橡皮泥(不吸水)、一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯、水和細(xì)線,按如下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
①如圖a所示,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出橡皮泥的重力為 N;
②如圖b所示,將橡皮泥捏成實(shí)心長(zhǎng)方體浸沒(méi)在水中,讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);
③如圖c所示,將同一塊橡皮泥捏成實(shí)心圓柱體浸沒(méi)在水中,讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);
④如圖d所示,將同一塊橡皮泥捏成實(shí)心球體浸沒(méi)在水中,讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。
【解釋】
(1)圖b中橡皮泥受到的浮力大小為 N;
(2)由以上實(shí)驗(yàn)可知,浮力大小與物體的形狀 。
【交流】
(1)本實(shí)驗(yàn)在其它因素都相同的前提下,只改變物體的形狀來(lái)進(jìn)行探究。在物理學(xué)中,這種研究方法稱為 。
(2)在第④步實(shí)驗(yàn)中,將橡皮泥從圖d位置向下移放到圖e位置時(shí),深度增加,橡皮泥所受浮力大小 (選填“變大”“變小”或“不變”),說(shuō)明浮力大小與 無(wú)關(guān)。
(3)若用刻度尺和彈性較好的橡皮筋來(lái)替代彈簧測(cè)力計(jì),能否完成本實(shí)驗(yàn)的探究? 。
28.某小組同學(xué)在做科學(xué)探究實(shí)驗(yàn),如圖所示:
a.將一個(gè)長(zhǎng)方體物體(物體不吸水)掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,物體的下表面剛好與水面接觸,如圖甲所示;
b.移動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使物體向下移動(dòng)4cm,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示;
c.繼續(xù)移動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使物體再向下移動(dòng)4cm,物體剛好浸沒(méi)水中,如圖丙所示,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4N。
(1)圖乙中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為 N;
(2)分析測(cè)量結(jié)果可知,在圖丙中物體受到的浮力比在圖乙中受到的浮力大 N,由此說(shuō)明,物體所受浮力的大小與物體排開(kāi)液體的體積 ;
(3)圖乙中液體對(duì)容器底的壓力為F乙,圖丙中液體對(duì)容器底的壓力為F丙,則F乙 F丙;
(4)該物體的密度為 kg/m3。
物塊下表面所處深度h/cm
0
1
2
3
4
5
6
7
8
9
彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F/N
4.6
4.2
3.8
3.4
3.0
2.6
2.2
2.2
2.2
2.2
物塊所受浮力F浮/N
0
0.4
0.8
1.6
2.0
2.4
2.4
2.4
2.4
h/cm
0
2
4
6
8
10
12
……
m/kg
2.000
2.040
2.080
2.120
2.160
2.200
2.240
……
液體
液體的密度(g/cm3)
物體排開(kāi)液體的體積(cm3)
物體狀態(tài)
物體受到的浮力(N)
液體1
0.85
100
沉底
0.80
液體2
1.2
80
漂浮
0.96
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
液體種類
金屬塊的重力/N
金屬塊浸入情況
金屬塊在液體中時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)/N
金屬塊所受浮力/N
1
——
2.7
——
——
——
2
水
2.7
部分
2.0
0.7
3
水
2.7
全部
1.7
1.0
4
濃鹽水
2.7
全部
1.5
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
浮力F浮/N
液體密度ρ液/(g/cm3)
排開(kāi)液體體積V排/cm3
1
0.4
0.8
50
2
0.9
0.9
100
3
0.5
1.0
50
4
2.2
1.1
200
5
0.6
1.2
50
參考答案
1.(1)4;1.5;150。(2)FA。(3)受到水的浮力變小。
【解答】解:
(1)先確定彈簧測(cè)力計(jì)的分度值,再根據(jù)指針位置讀數(shù),物體A的重力GA=4N,物體A浸沒(méi)水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F示=2.5N,
物體A浸沒(méi)時(shí)受到水的浮力:FA=GA﹣F示=4N﹣2.5N=1.5N;
由F?。溅阉甐排g可得物體A的體積:
VA=V排===1.5×10﹣4m3=150cm3;
(2)物體A、B的體積相同,當(dāng)A、B都浸沒(méi)水中時(shí)排開(kāi)水的體積相同,受到的浮力相同,大小都等于FA,因?yàn)镕A<GA,所以物體A下沉;因?yàn)镕A>GB,所以物體B上浮,最后漂浮在水面上;
(3)將物體A從水中提起的過(guò)程中,若物體A露出水面,排開(kāi)水的體積變小,由F?。溅阉甐排g可知受到水的浮力變小,可使彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變大。
故答案為:(1)4;1.5;150。(2)FA。(3)受到水的浮力變小。
2.見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】解:(1)測(cè)量物體重力前應(yīng)先觀察彈簧測(cè)力計(jì)的量程、分度值,并觀察指針是否指在零刻度線;
(2)由圖甲可知,物體的重力為4N;
(3)物體放入水中前,溢水杯應(yīng)該是滿水的,否則小桶內(nèi)所盛的水將小于物體排開(kāi)水的體積,物塊排開(kāi)水所受的重力變小,所以,測(cè)得排開(kāi)水的重力會(huì)偏?。?br>(4)物塊的重力大小是4N,物塊浸沒(méi)在水中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)是3N,
物塊浸沒(méi)在水中受到的浮力:F?。紽1﹣F3=4N﹣3N=1N;
物塊排開(kāi)水所受的重力可以由實(shí)驗(yàn)步驟乙和甲得到,物塊排開(kāi)水所受的重力:G排=F4﹣F2=1.5N﹣0.5N=1N;
(5)酒精代替水繼續(xù)實(shí)驗(yàn),發(fā)現(xiàn)此時(shí)的F3變大,由稱重法可知浮力變小,排開(kāi)液體的體積相同,液體的密度不同,浮力不同,說(shuō)明浮力的大小與液體的密度有關(guān);為了使實(shí)驗(yàn)具有普遍性,用酒精繼續(xù)實(shí)驗(yàn)。
故答案為:(1)零刻度線;(2)4;(3)偏??;(4)1;相等;(5)液體密度(液體種類);尋找普遍規(guī)律。
3.(1)D;(2)F1﹣F2;大于。
【解答】解:(1)實(shí)驗(yàn)器材中除了水以外,沒(méi)有其他液體,所以不能探究浮力大小和液體密度的關(guān)系;物體也只有一個(gè),不能探究浮力大小和物體密度的關(guān)系;可以通過(guò)改變物體在水中不同深度,來(lái)探究浮力大小和物體浸沒(méi)在水中的深度的關(guān)系;
(2)根據(jù)稱重法可知:F浮=F1﹣F2,鐵塊浸沒(méi)在水中時(shí),排開(kāi)體積變大,浮力變大,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)變小,則F2大于F3。
故答案為:(1)D;(2)F1﹣F2;大于。
4.(1)量程;豎直;(2)如圖見(jiàn)解答;(3)變大;不變;(4)不同;(5)不同密度的液體。
【解答】解:(1)彈簧測(cè)力計(jì)使用前要觀察零刻度線、量程和分度值。調(diào)零時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)所測(cè)力的方向上調(diào)零,測(cè)重力和拉力要豎直方向,則調(diào)零也豎直方向。
(2)根據(jù)F?。紾﹣F;0cm、2cm、4cm、6cm、8cm、10cm時(shí),受到的浮力分別為0、0.2N、0.4N、0.6N、0.6N、0.6N;由此在圖像上描點(diǎn)畫出圖像,如圖:
(3)根據(jù)圖像知,浸沒(méi)前,h增加,F(xiàn)浮變大;浸沒(méi)后,h增加,F(xiàn)浮不變;
(4)若把此物塊捏成高為6cm的圓錐體,相同深度時(shí),排開(kāi)液體的體積不同,受到的浮力不同;重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。兩次實(shí)驗(yàn)所得的F浮隨h變化的圖象是不同的;
(5)根據(jù)控制變量法,若繼續(xù)探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系,需保持排開(kāi)液體的體積不變,改變液體的密度,因而需要不同密度的液體。
故答案為:(1)量程;豎直;(2)如圖見(jiàn)解答;(3)變大;不變;(4)不同;(5)不同密度的液體。
5.(1)0.5;(2)無(wú)關(guān);(3)物體排開(kāi)液體的體積;液體密度;(4)5×10﹣5;4×103。
【解答】解:(1)比較圖A、C,根據(jù)稱重法得,物體浸沒(méi)在水中受到的浮力F?。紾﹣FC=2N﹣1.5N=0.5N;
(2)由圖A、C、D可知,液體密度、物體排開(kāi)液體的體積相同,物體浸沒(méi)深度不同,受到的浮力相等,所以,浮力大小與物體浸沒(méi)深度無(wú)關(guān);
(3)由圖A、B、C可知,液體密度相同,物體排開(kāi)液體的體積不同,受到的浮力不同;由圖A、D、E可知,物體排開(kāi)液體的體積相同,液體密度不同,受到的浮力不同;分析此實(shí)驗(yàn)可得出:物體受到的浮力大小與物體排開(kāi)液體的體積和液體密度有關(guān);
(4)利用(1)的數(shù)據(jù),根據(jù)阿基米德原理得,物體體積V=V排===5×10﹣5m3,
根據(jù)G=mg得,物體的質(zhì)量為:m===0.2kg,
物體的密度ρ===4×103kg/m3。
故答案為:(1)0.5;(2)無(wú)關(guān);(3)物體排開(kāi)液體的體積;液體密度;(4)5×10﹣5;4×103。
6.見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】解:(1)如圖甲知,物體重G=2.7N,
如圖丙知,物體浸沒(méi)在水中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F=1.7N,
則物體浸沒(méi)在水中受到的浮力:F?。紾﹣F=2.7N﹣1.7N=1.0N;
(2)物體的體積、重力不變,物體排開(kāi)液體的體積越大,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)越小,由F浮=G﹣F知,浮力越大,所以物體在液體中所受浮力大小與物體排開(kāi)液體的體積有關(guān);
(3)探究浮力與物體浸入液體深度的關(guān)系,應(yīng)控制液體密度與物體排開(kāi)液體的體積相同而物體浸沒(méi)在液體中的深度不同,由圖示實(shí)驗(yàn)可知,圖丙、丁、戊所示實(shí)驗(yàn)中物體排開(kāi)液體的密度、物體排開(kāi)液體的體積相同而物體浸沒(méi)在液體中的深度不同,因此可以選用圖丙、丁、戊所示實(shí)驗(yàn)探究浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度有無(wú)關(guān)系。
故答案為:(1)1.0;(2)排開(kāi)液體;(3)丙、丁、戊。
7.(1)4;(2)液體密度;(3)1.1×103。
【解答】解:
(1)根據(jù)稱重法可知乙圖所示的實(shí)驗(yàn)中,物塊受到的浮力大小為F?。紾﹣F′=6N﹣2N=4N;
(2)根據(jù)稱重法分析乙圖、丙圖可知,物體浸沒(méi)在鹽水中受到的浮力比較大,則在排開(kāi)液體體積相同時(shí),液體密度越大,物體受到的浮力越大,說(shuō)明所受浮力的大小與液體密度有關(guān);
(3)由甲、丙兩幅圖結(jié)合稱重法可知物體浸沒(méi)在鹽水中所受的浮力:F浮鹽水=G﹣F示鹽水=6N﹣1.6N=4.4N;
由F?。溅岩篻V排可知物體的體積:V=V排水===4×10﹣4m3;
物體浸沒(méi)在鹽水中,排開(kāi)鹽水的體積等于物體的體積,即V排鹽水=V=4×10﹣4m3;
由F?。溅岩篻V排可知鹽水的密度:ρ鹽水===1.1×103kg/m3。
故答案為:(1)4;(2)液體密度;(3)1.1×103。
8.(1)4.8;(2)液體的密度;(3)C、D;(4)控制變量法;(5)0.6;8×103。
【解答】解:(1)由圖A可知,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4.8N,該物塊的重力G物=4.8N;
(2)比較D和E可知,浸沒(méi)的深度相同,排開(kāi)液體的體積相同,只有液體的密度不同,故可以得出:浮力大小與液體的密度有關(guān);
(3)要想得出:當(dāng)物塊完全浸沒(méi)后,浮力大小與所處深度無(wú)關(guān),應(yīng)控制排開(kāi)液體的體積和密度不變,只改變深度,故應(yīng)比較C和D兩圖;
(4)本實(shí)驗(yàn)中要探究浮力的大小與多個(gè)因素的關(guān)系,采用的物理方法是控制變量法;
(5)①由A、C兩圖可知,物塊完全浸沒(méi)于水中所受浮力為F浮=4.8N﹣4.2N=0.6N;
②由浮力公式F浮=ρ液V排g得,物塊的體積:V=V排===0.6×10﹣4m3,
物塊的質(zhì)量:m===0.48kg,
物塊密度為:ρ物===8×103kg/m3。
故答案為:(1)4.8;(2)液體的密度;(3)C、D;(4)控制變量法;(5)0.6;8×103。
9.(1)4.5;(2)物體排開(kāi)液體的體積;(3)1.2×103。
【解答】解:(1)甲圖中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4.8N,由于瓶子的質(zhì)量和厚度不計(jì),則酸奶的重力為4.8N;
乙圖中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為0.3N,根據(jù)稱重法測(cè)浮力,瓶子受到的浮力:F浮乙=G﹣F乙=4.8N﹣0.3N=4.5N;
(2)浮力大小與液體密度和物體排開(kāi)液體的體積有關(guān),繼續(xù)向上提升彈簧測(cè)力計(jì),液體密度不變,排開(kāi)液體的體積變小,丙圖中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變大,根據(jù)稱重法測(cè)浮力,瓶子受到的浮力變小,由此可以得出:在液體密度一定時(shí),浮力大小與物體排開(kāi)液體的體積有關(guān);
(3)甲圖中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4.8N,由于瓶子的質(zhì)量和厚度不計(jì),則酸奶的重力為G=4.8N;
酸奶的質(zhì)量m酸奶==0.48kg;
丙圖中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為0.8N,根據(jù)稱重法測(cè)浮力,瓶子受到的浮力:F浮丙=G﹣F丙=4.8N﹣0.8N=4N;
瓶子排開(kāi)液體的體積:V排===4×10﹣4m3;
由于瓶子得質(zhì)量和厚度不計(jì),酸奶液面與水面相平時(shí),酸奶的體積等于瓶子排開(kāi)液體的體積;
即V酸奶=V排=4×10﹣4m3;
酸奶的密度為:ρ酸奶===1.2×103kg/m3;
故答案為:(1)4.5;(2)物體排開(kāi)液體的體積;(3)1.2×103。
10.(1)1.2;見(jiàn)解答圖;(2)物體浸入水中的體積變大;(3)300;(4)將物體完全浸沒(méi)在裝有鹽水的溢水杯中,觀察彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),與D圖比較。
【解答】解:(1)根據(jù)稱重法可知,物體受到的浮力等于物體的重力減去浸在液體中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),由圖A知,G=4.6N,由圖B知,浸入水中時(shí)F=3.4N,則浸入在水中受到的浮力:F?。紾﹣F=4.6N﹣3.4N=1.2N;
由表格數(shù)據(jù),描點(diǎn)作圖連線如下:
(2)分析表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)知,物體浸入水中的體積越大,測(cè)力計(jì)示數(shù)越小,由稱重法測(cè)浮力:F?。紾﹣F,物體受到的浮力越來(lái)越大,從淺水區(qū)走向深水區(qū)時(shí)浮會(huì)變大是因?yàn)槲矬w浸入水中的體積變大;
(3)由表格數(shù)據(jù)可知,B圖中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為3.4N,對(duì)應(yīng)的物體下表面的所處深度h=3cm=0.03m,
下表面受到水的壓強(qiáng):
p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.03m=300Pa;
(4)探究浮力的大小是否與液體密度的關(guān)系要保證物體排開(kāi)液體體積一定,改變液體的密度,將物體完全浸沒(méi)在裝有鹽水的溢水杯中,觀察彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),與D圖比較得出結(jié)論。
故答案為:(1)1.2;如上圖所示;(2)物體浸入水中的體積變大;(3)300;(4)將物體完全浸沒(méi)在裝有鹽水的溢水杯中,觀察彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),與D圖比較。
11.1)F1﹣F2;(2)沒(méi)有控制物體排開(kāi)液體的體積相同;(3)小于。
【解答】解:(1)甲圖中物體的重力大小等于F1,乙圖中彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物體的拉力大小為F2,根據(jù)稱重法物塊受浮力大小的表達(dá)式F浮乙=F1﹣F2;
(2)比較甲、乙、丙三圖可知,液體的密度不變,金屬塊排開(kāi)的液體的體積不同,由于沒(méi)有控制物體排開(kāi)液體的體積相同,所以不能探究浮力大小與深度的關(guān)系,因此,小青同學(xué)的結(jié)論不可靠;
(3)丙、丁兩圖物體全部浸沒(méi),排開(kāi)液體體積相同,由于ρ水>ρ液;根據(jù)F浮=ρ液gV排可知,F(xiàn)浮水>F浮液;根據(jù)F?。紾﹣F拉可知,在水中受到的浮力F浮水=F1﹣F3,在某液體中受到的浮力F浮液=F1﹣F4,則F1﹣F3>F1﹣F4,因此F3小于F4。
故答案為:(1)F1﹣F2;(2)沒(méi)有控制物體排開(kāi)液體的體積相同;(3)小于。
12.(1)②和③;①和④;(2)相等;(3)換用不同的液體和物體多次實(shí)驗(yàn);(4)燒杯中的水沒(méi)有裝滿。
【解答】解:(1)由稱重法測(cè)浮力可知,要計(jì)算出物體所受的浮力需要測(cè)出物體的重力和物體浸在液體中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù),因此由②和③能夠計(jì)算出物體所受的浮力;
物體排開(kāi)液體的重力等于小桶和排開(kāi)液體的總重力減去空桶的重力,因此由①和④能夠計(jì)算出物體排開(kāi)液體的重力大?。?br>(2)由稱重法測(cè)浮力可知,物體所受的浮力:F浮=G﹣F拉=2.0N﹣1.5N=0.5N,
物體排開(kāi)液體的重力:G排=G﹣G=1.0N﹣0.5N=0.5N,
則浮力大小與物體排開(kāi)的液體所受的重力大小相等;
(3)為了使結(jié)論具有普遍性,該小組還應(yīng)該換用不同的液體和物體多次實(shí)驗(yàn);
(4)浮力大小與物體排開(kāi)液體重力不相等,可能是排開(kāi)液體的重力與溢出水的重力不同,因此可能是燒杯中的水沒(méi)有裝滿,還有可能是物體碰到燒杯壁,導(dǎo)致物體浸在液體中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變小。
故答案為:(1)②和③;①和④;(2)相等;(3)換用不同的液體和物體多次實(shí)驗(yàn);(4)燒杯中的水沒(méi)有裝滿。
13.(1)甲、丙、??;(2)4;4×10﹣4;(3)1.1×103;(4)小于;沒(méi)有控制物體排開(kāi)液體的體積相同。
【解答】解:(1)探究浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度有無(wú)關(guān)系,應(yīng)控制液體種類相同,深度不同,故應(yīng)選擇甲、丙、丁圖;
根據(jù)稱重法可知,物體在兩種情況下受到的浮力是相同的,故說(shuō)明浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān),
(2)由圖甲、丁可知,物體浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力F?。紾﹣F=5N﹣1N=4N,
物體排開(kāi)水的體積等于物體的體積,由F浮=ρ水gV排水可得,物體排開(kāi)水的體積:
V排水===4×10﹣4m3,
物體排開(kāi)水的體積等于物體的體積,即V物體=4×10﹣4m3;
(3)由圖甲、戊所示實(shí)驗(yàn)可知,物塊浸沒(méi)在鹽水中所受浮力:
F浮鹽水=G﹣F′=5N﹣0.6N=4.4N,
浮力F浮鹽水=ρ鹽水gV排鹽水,
此時(shí)物體排開(kāi)鹽水的體積V排鹽水=V物體=4×10﹣4m3;
鹽水的密度:ρ鹽水===1.1×103kg/m3。
(4)由物體的浮沉條件可知,鐵片下沉?xí)rF浮1<G,鐵片漂浮時(shí)F浮2=G,則F浮1<F浮2,即:第一次鐵片受到的浮力小于第二次鐵片受到的浮力;
探究浮力與物體形狀是否有關(guān),應(yīng)控制物體排開(kāi)液體的體積和液體密度相同,錯(cuò)誤原因就是沒(méi)有利用控制變量法,即沒(méi)有控制物體排開(kāi)液體的體積相同;
故答案為:(1)甲、丙、?。唬?)4;4×10﹣4;(3)1.1×103;(4)小于;沒(méi)有控制物體排開(kāi)液體的體積相同。
14.(1)減??;(2)1.6;正;(3)14:15。
【解答】解:(1)設(shè)容器和鹽水的總重力為G0,圓柱體重力為G,電子秤受到壓力為F,細(xì)線對(duì)圓柱體拉力為F拉,
則有:F=G0+G﹣F拉,
即:m示g=G0+G﹣F拉,
G0、G一定,當(dāng)電子秤示數(shù)(m示)逐漸增大時(shí),細(xì)線對(duì)圓柱體的拉力逐漸減??;
(2)由表格數(shù)據(jù)知,當(dāng)h=0時(shí),圓柱體還沒(méi)有浸入鹽水中,不受浮力,
此時(shí)m示g=G0=2.000kg×10N/kg=20N,
當(dāng)h=8cm時(shí),電子秤示數(shù)為2.160kg,
由m示g=G0+G﹣F拉,有:G﹣F拉=m示g﹣G0=2.160kg×10N/kg﹣20N=1.6N;
所以圓柱體受到的浮力F?。紾﹣F拉=1.6N;
圓柱體浸入某一深度時(shí),電子秤示數(shù)與h=0時(shí)電子秤示數(shù)的差為Δm,因?yàn)镕?。紾﹣F拉=m示g﹣G0=Δmg,
當(dāng)h=2、4、6、8......12cm時(shí),圓柱體浸入液體的體積與浸入深度成正比,受到的浮力分別為:
2.040kg×10N/kg﹣20N=0.4N,
2.080kg×10N/kg﹣20N=0.8N,
2.120kg×10N/kg﹣20N=1.2N,
1.6N,
....
2.240×10N/kg﹣20N=2.4N,
據(jù)此可知,圓柱體受到的浮力大小與浸入鹽水的體積成正比;
(3)h=8cm時(shí),圓柱體受到的拉力為1.2N,浮力為1.6N,
所以圓柱體的重力G=F浮+F拉=1.6N+1.2N=2.8N,
由G=mg和ρ=可得,G=ρ物Vg,
即:2.8N=ρ物Vg???①
由阿基米德原理可得,圓柱體受到的浮力:
F浮=ρ鹽gV排,
即:1.6N=ρ鹽g×V???②
①÷②可得:ρ物:ρ鹽=14:15。
故答案為:(1)減?。唬?)1.6;正;(3)14:15。
15.見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】解:(1)在圖A中,彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N,此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.4N,即圓柱體的重力為:G=2.4N;
在圖B中,測(cè)力計(jì)的示數(shù)為FB=2N,則此時(shí)圓柱體受到的浮力為:F浮B=G﹣FB=2.4N﹣2N=0.4N;
(2)浮力的大小與液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積有關(guān),要探究浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度是否有關(guān),應(yīng)控制液體密度和物體排開(kāi)液體的體積相同,與C步驟這兩個(gè)因素相同的是D步驟,在這兩個(gè)步驟中,測(cè)力計(jì)的示數(shù)相同,根據(jù)F?。紾﹣F示可知,在深度不同時(shí),圓柱體受到的浮力不變,說(shuō)明浮力大小與物體浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān),即猜想a是錯(cuò)誤的;
(3)浮力的大小與液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積有關(guān),要驗(yàn)證浮力大小與液體的密度有關(guān),應(yīng)控制物體排開(kāi)液體的體積相同,比較B、E步驟可知,液體種類不同的同時(shí),圓柱體排開(kāi)液體的體積也不同,雖然測(cè)力計(jì)示數(shù)不同,即物體受到的浮力不同,但由于未控制圓柱體排開(kāi)液體的體積相同,故不能得出:”浮力的大小與液體密度有關(guān)“的結(jié)論;
(4)我們?cè)谒凶邉?dòng)時(shí),越到深處,腳底感覺(jué)到的壓力越小,說(shuō)明浮力大小與物體排開(kāi)液體的體積有關(guān),在液體密度一定時(shí),物體排開(kāi)液體的體積越大,受到的浮力越大。
(5)由A、D步驟數(shù)據(jù)可知,圓柱體浸沒(méi)在水中受到的浮力為:F浮D=G﹣FD=2.4N﹣1.4N=1N,
圓柱體浸沒(méi)在水中時(shí),排開(kāi)水的體積等于圓柱體的體積,
由F?。溅岩篻V排可得,圓柱體的體積為:V=V排D===10﹣4m3,
由G=mg=ρVg可得,圓柱體的密度為:ρ===2.4×103kg/m3。
故答案為:(1)2.4;0.4;(2)D;(3)未控制圓柱體排開(kāi)液體的體積相同;(4)我們?cè)谒凶邉?dòng)時(shí),越到深處,腳底感覺(jué)到的壓力越??;(5)2.4×103。
16.(1)1.6;(2)<;(3)0.6;(4)>;(5)大。
【解答】解:(1)由圖甲可知:彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N,讀出“餃子”的重力G=1.6N;
(2)“餃子”沉底,由物體的浮沉條件可知,它受到的浮力F乙與其重力G的大小關(guān)系為F乙<G;
(3)由圖丙讀出F示丙=1.0N,則F丙=G﹣F示丙=1.6N﹣1.0N=0.6N;
(4)由圖丁讀出F示?。?.7N,則F?。紾﹣F示?。?.6N﹣0.7N=0.9N;由此可知F丁>F丙;
(5)向“餃子”中充入更多的空氣,浸入水中,“餃子”排開(kāi)水的體積更大,浮力增大,由此可知,物體受到的浮力大小與它排開(kāi)液體的體積有關(guān),液體密度不變時(shí),物體排開(kāi)液體的體積越大,浮力越大。
故答案為:(1)1.6;(2)<;(3)0.6;(4)>;(5)大。
17.(1)1.8;
(2)容器內(nèi)的水面上升;
(3)0.8;
(4)排開(kāi)液體的體積;D。
【解答】解:(1)彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N,甲圖彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1.8N;
(2)物塊進(jìn)入水中的體積增大,也即排開(kāi)液體的體積在增大,可以觀察到“容器內(nèi)水面上升”現(xiàn)象;
(3)根據(jù)F?。溅岩篻V排可知,浮力大小只與液體的密度和排開(kāi)液體的體積有關(guān),所以,圖丙中物塊受到的浮力等于圖乙中所受的浮力,即F?。紾﹣F拉=1.8N﹣1N=0.8N;
(4)當(dāng)物體兩次都浸沒(méi)時(shí),V排2=V排1=V,浮力變化ΔF?。溅邀}水gV排2﹣ρ水gV排1=ΔρgV,要想增大兩次的浮力之差,可以增大兩次的密度差,或者增大物體的體積,選項(xiàng)A、B可行;換用精確程度更高的測(cè)力計(jì),可以使示數(shù)變化更明顯,更容易觀察到浮力的變化,故選項(xiàng)C可行;多次實(shí)驗(yàn)并不能使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯,故D不可行;故選:D。
故答案為:(1)1.8;
(2)容器內(nèi)的水面上升;
(3)0.8;
(4)排開(kāi)液體的體積;D。
18.見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】解:(1)由a、c或a、d,根據(jù)稱重法知金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力大小是:
F?。紾﹣F=4.8N﹣2.8N=2N;
由a、e,根據(jù)稱重法知金屬塊浸沒(méi)在鹽水中時(shí)受到的浮力大小是:
F浮′=G﹣F′=4.8N﹣2.6N=2.2N;
(2)分析a、c、d三次實(shí)驗(yàn)可知,液體的密度和排開(kāi)液體的體積相同,金屬塊浸沒(méi)在水中深度增加,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變,由稱重法可知,金屬塊所受浮力不變,說(shuō)明浮力大小跟物體浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān);
要驗(yàn)證浮力大小與排開(kāi)液體體積的關(guān)系,需要控制液體的密度相同,排開(kāi)液體的體積不同,步驟a、b、c符合題意;
分析a、d、e三次實(shí)驗(yàn)可知,排開(kāi)液體的體積相同,液體的密度不同,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同,且液體的密度越大,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)越小,由稱重法可知,浮力越大,所以可以得出結(jié)論:在物體排開(kāi)液體的體積一定時(shí),液體密度越大,物體受到的浮力越大;
(3)若先完成實(shí)驗(yàn)c,再完成實(shí)驗(yàn)a,會(huì)由于金屬塊沾有水,導(dǎo)致所測(cè)重力偏大,由稱重法F?。紾﹣F可知,測(cè)得金屬塊受到的浮力將偏大;
(4)由G=mg可知金屬塊的質(zhì)量:
m===0.48kg,
因金屬塊完全浸沒(méi)在水中,
根據(jù)F浮=ρ液gV排可得金屬塊的體積:
V=V排===2×10﹣4m3,
根據(jù)F?。溅岩篻V排可得鹽水的密度為:
ρ鹽水===1.1×103kg/m3。
故答案為:(1)2;2.2;(2)無(wú)關(guān);a、b、c;越大;(3)偏大;(4)2×10﹣4;1.1×103。
19.(2022?邵陽(yáng))小軍同學(xué)在做“探究影響浮力大小因素”的實(shí)驗(yàn)時(shí),他用彈簧測(cè)力計(jì)懸掛一個(gè)實(shí)心金屬塊,分別在下列四種情況下保持靜止(如圖所示)。請(qǐng)你幫助小軍同學(xué)完成以下問(wèn)題:
(1)乙圖中金屬塊所受浮力為 0.4 N。
(2)比較甲、丙、丁三幅圖可得出結(jié)論:浮力的大小與 液體的密度 有關(guān)。
(3)比較 甲、乙、丙 三幅圖可得出結(jié)論:浮力的大小與物體浸在液體中的體積有關(guān)。
【答案】(1)0.4。(2)液體的密度。(3)甲、乙、丙。
【解答】解:(1)由圖甲得,金屬塊的重力G=F1=2.7N,
則乙圖中金屬塊所受浮力為F浮=G﹣F2=2.7N﹣2.3N=0.4N。
(2)比較甲、丙、丁三幅圖,丙圖和丁圖中金屬塊排開(kāi)液體的體積相同,液體密度不同,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同,浮力不同,可得出結(jié)論:浮力的大小與液體的密度有關(guān)。
(3)比較甲、乙、丙三幅圖,乙圖和丙圖中液體的密度相同,排開(kāi)液體的體積不同,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同,浮力不同,說(shuō)明浮力的大小與排開(kāi)液體的體積有關(guān)。
故答案為:(1)0.4。(2)液體的密度。(3)甲、乙、丙。
20.(2022?陜西)小明在“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”時(shí),進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn):
(1)如圖﹣1,小明把一個(gè)空飲料罐緩慢按入水中時(shí),用力逐漸變大,表明飲料罐所受浮力逐漸 變大 。
(2)如圖﹣2,由實(shí)驗(yàn)步驟①和②可得,物體受到的浮力是 0.7 N。
(3)如圖﹣2,由實(shí)驗(yàn)步驟①②③④可初步得出:物體所受浮力大小與 物體排開(kāi)液體體積 有關(guān)。
(4)如圖﹣2,由實(shí)驗(yàn)步驟①④⑤可得出:當(dāng)物體排開(kāi)液體的體積相同時(shí),液體密度越大,物體所受的浮力越 大 。
【答案】(1)變大;(2)0.7;(3)物體排開(kāi)液體體積;(4)大。
【解答】解:(1)將一個(gè)空飲料罐按入水中,空飲料罐對(duì)水壓力和水對(duì)空飲料罐的浮力是一對(duì)相互作用力,感覺(jué)用力越來(lái)越大,說(shuō)明物體所受浮力也在逐漸變大;
(2)由圖①②可得,物體受到的浮力F浮=G﹣F拉=3.4N﹣2.7N=0.7N;
(3)分析比較①②③可知,液體的密度相同時(shí),物體排開(kāi)液體的體積不同,浮力不同,分析比較①③④可知,液體的密度相同時(shí),物體排開(kāi)液體的體積相同,浮力相同,所以物體受到的浮力大小與物體排開(kāi)液體的體積有關(guān);
(4)分析比較①④⑤可知,物體排開(kāi)液體的體積相同,液體的密度不相同,浮力不同,所以分析比較①④⑤實(shí)驗(yàn)步驟可知,物體受到的浮力大小與液體密度有關(guān)。
故答案為:(1)變大;(2)0.7;(3)物體排開(kāi)液體體積;(4)大。
21.(2022?北京)小京為了證明“浸沒(méi)在水中的物體所受的浮力大小與水的深度有關(guān)”的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的,他利用符合實(shí)驗(yàn)要求的彈簧測(cè)力計(jì)、刻度尺、燒杯、水和金屬塊等器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
(1)以下是他的部分實(shí)驗(yàn)步驟,請(qǐng)幫他補(bǔ)充完整。
①將金屬塊懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,測(cè)量金屬塊受到的重力G并記錄。
②在燒杯中裝入適量的水, 將金屬塊浸沒(méi)在水中且不接觸燒杯 ,靜止時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F,用刻度尺測(cè)量燒杯中水的深度h并記錄。
③ 向燒杯中加水,將金屬塊浸沒(méi)在水中且不接觸燒杯 ,靜止時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F,用刻度尺測(cè)量燒杯中水的深度h并記錄。
④用公式 F浮=G﹣F 計(jì)算金屬塊所受浮力F浮1、F浮2并記錄。
(2)由水的深度變化時(shí),F(xiàn)浮1 = F浮2(選填“=”或“≠”),就可以證明這種觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。
【答案】(1)②將金屬塊浸沒(méi)在水中且不接觸燒杯;③向燒杯中加水,將金屬塊浸沒(méi)在水中且不接觸燒杯;④F浮=G﹣F;(2)=。
【解答】解:(1)實(shí)驗(yàn)步驟:
①將金屬塊懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,測(cè)量金屬塊受到的重力G并記錄。
②在燒杯中裝入適量的水,將金屬塊浸沒(méi)在水中且不接觸燒杯,靜止時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F,用刻度尺測(cè)量燒杯中水的深度h并記錄。
③向燒杯中加水,靜止時(shí)記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F,用刻度尺測(cè)量燒杯中水的深度h并記錄。
④用公式F浮=G﹣F計(jì)算金屬塊所受浮力F浮1、F浮2并記錄。
(2)通過(guò)上述實(shí)驗(yàn),由水的深度變化時(shí),F(xiàn)浮1=F浮2,就可以證明浸沒(méi)在水中的物體所受的浮力大小與水的深度有關(guān)”的觀點(diǎn)是錯(cuò)誤的。
故答案為:(1)②將金屬塊浸沒(méi)在水中且不接觸燒杯;③向燒杯中加水,將金屬塊浸沒(méi)在水中且不接觸燒杯;④F?。紾﹣F;(2)=。
22.(2022?威海)在學(xué)習(xí)了浮力知識(shí)后,小明進(jìn)一步探究浮力的有關(guān)問(wèn)題。
實(shí)驗(yàn)一:探究漂浮物體受到的浮力大小與物體排開(kāi)液體重力的關(guān)系。
(1)實(shí)驗(yàn)步驟如下(ρ水=1.0×103kg/m3,g取10N/kg):
步驟1:如圖甲所示,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體的重力為0.96N;
步驟2:如圖乙所示,在量筒中倒入適量的水;
步驟3:如圖丙所示,將物體輕輕放入量筒中,發(fā)現(xiàn)物體漂浮在水面上,由此可知物體所受浮力大小為 0.96 N;
步驟4:觀察量筒中水面的變化情況,通過(guò)計(jì)算可知物體排開(kāi)水的重力為 0.96 N。
綜合分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得到的結(jié)論是 物體受到浮力大小等于物體排開(kāi)液體的重力 。
實(shí)驗(yàn)二:探究浮力大小與液體密度的關(guān)系。
(2)小明又將該物體分別放入兩種不同的液體中,得到的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示,他分析數(shù)據(jù)得出結(jié)論:液體密度越大,物體受到的浮力也越大。小紅認(rèn)為小明的實(shí)驗(yàn)不合理,她判斷的理由是 沒(méi)有控制物體排開(kāi)液體的體積相同 。
(3)該物體在液體1中處于沉底狀態(tài),說(shuō)明物體的密度 大于 (選填“大于”“小于”或“等于”)液體1的密度;若使該物體在液體1中上浮,你的方法是 把物體做成空心的,降低物體的密度 (寫出一種即可)。
【答案】(1)0.96;0.96;物體受到浮力大小等于物體排開(kāi)液體的重力;
(2)沒(méi)有控制物體排開(kāi)液體的體積相同;
(3)大于;把物體做成空心的,降低物體的密度。
【解答】解:(1)物體的重力為0.96N,如圖丙所示,物體漂浮在水面上為平衡狀態(tài),由此可知物體所受浮力大小等于受到的重力大小為0.96N;
觀察圖乙和圖丙量筒中水面的變化情況,可知物體排開(kāi)水的體積為296cm3﹣200cm3=96cm3=9.6×10﹣5m3,物體排開(kāi)水的重力:G=ρ水V排g=1.0×103kg/m3×9.6×10﹣5m3×10N/kg=0.96N;
綜合上面分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可得到的結(jié)論是物體受到浮力大小等于物體排開(kāi)液體的重力;
(2)根據(jù)控制變量法知:探究浮力大小與液體密度的關(guān)系,必須保證排開(kāi)液體的體積不變,實(shí)驗(yàn)中改變了液體的密度,但沒(méi)有控制排開(kāi)水的體積相同,故實(shí)驗(yàn)結(jié)論不可靠,不可靠的主要原因?yàn)闆](méi)有控制排開(kāi)液體的體積相同;
(3)物體在液體1中處于沉底狀態(tài),物體的密度大于液體1的密度;要該物體在液體1中上浮,要使物體密度小于液體的密度,可以保持液體的密度不變,把物體做成空心的,降低的物體密度。
故答案為:(1)0.96;0.96;物體受到浮力大小等于物體排開(kāi)液體的重力;
(2)沒(méi)有控制物體排開(kāi)液體的體積相同;
(3)大于;把物體做成空心的,降低物體的密度。
23.(2022?黔西南州)小明與同學(xué)一起利用彈簧測(cè)力計(jì)、玻璃杯、金屬塊、水、濃鹽水等實(shí)驗(yàn)器材,探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)。他們正確的進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn)操作:
(1)根據(jù)以上實(shí)驗(yàn),把表中數(shù)據(jù)填寫完整:
(2)分析實(shí)驗(yàn)②③可得:液體密度相同,金屬塊排開(kāi)液體的體積越大,浮力越 大 ;
(3)分析實(shí)驗(yàn)③④可得:金屬塊排開(kāi)液體的體積相同,液體密度越大,浮力越 大 ;
(4)結(jié)論:浮力的大小與 物體排開(kāi)的液體的體積 和 液體密度 有關(guān)。
(5)用這種實(shí)驗(yàn)方法,還可以測(cè)量 金屬塊(或濃鹽水) 的密度。
(6)小明完成上述實(shí)驗(yàn)后,找來(lái)合適的玻璃杯,倒入足夠深的水,將掛在測(cè)力計(jì)上的金屬塊逐漸下降,但不接觸容器底。繪制出了實(shí)驗(yàn)中測(cè)力計(jì)的示數(shù)F隨物體下表面至水面深度h變化的F﹣h圖像(圖⑤)。分析圖像可知:當(dāng)金屬塊浸沒(méi)水中后繼續(xù)下降過(guò)程中測(cè)力計(jì)的示數(shù) 不變 ,這表明:浸沒(méi)在水中的物體受到的浮力跟浸沒(méi)的深度 無(wú)關(guān) 。
【答案】(1)1.2;(2)大;(3)大;(4)物體排開(kāi)的液體的體積;液體密度;(5)金屬塊(或濃鹽水);(6)不變;無(wú)關(guān)。
【解答】解:(1)由圖①、④可知,金屬塊的重力為2.7N,在濃鹽水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1.5N,則金屬塊在濃鹽水中受到的浮力為:
F?。紾﹣F示=2.7N﹣1.5N=1.2N;
(2)分析實(shí)驗(yàn)②③可知,物體浸入水中的體積越大,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)越小,則物體受到的浮力越大,即液體密度相同,金屬塊排開(kāi)液體的體積越大,浮力越大;
(3)分析實(shí)驗(yàn)③④可知,物體排開(kāi)的液體的體積相同,液體的密度不同,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不同,液體密度越大,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)越小,浮力越大,即金屬塊排開(kāi)液體的體積相同,液體密度越大,浮力越大;
(4)由(2)、(3)可知,浮力的大小與物體排開(kāi)的液體的體積和液體密度有關(guān);
(5)根據(jù)表中第三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到金屬塊的重力和浸沒(méi)在水中的浮力,根據(jù)G=mg求出金屬塊的質(zhì)量,根據(jù)阿基米德原理求出物體排開(kāi)的水的體積,即是物體的體積;利用密度公式算出金屬塊的密度;或根據(jù)表中第四次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得到金屬塊浸沒(méi)在濃鹽水中受到的浮力,而排開(kāi)濃鹽水的體積等于物體的體積,再利用F浮=ρ液gV排求濃鹽水的密度,故用這種實(shí)驗(yàn)方法,還可以測(cè)量金屬塊(或濃鹽水)的密度;
(6)由F﹣h圖像可知,當(dāng)金屬塊浸沒(méi)水中后繼續(xù)下降過(guò)程中測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變,說(shuō)明當(dāng)金屬塊完全浸沒(méi)在水中后繼續(xù)下降過(guò)程中浮力不變,即浸沒(méi)在水中的物體受到的浮力跟浸沒(méi)的深度無(wú)關(guān)。
故答案為:(1)1.2;(2)大;(3)大;(4)物體排開(kāi)的液體的體積;液體密度;(5)金屬塊(或濃鹽水);(6)不變;無(wú)關(guān)。
24.(2022?沈陽(yáng))小雨通過(guò)學(xué)習(xí)了解到物體在液體中所受浮力的大小與它浸在液體的體積、液體的密度有關(guān),他還想知道其它因素能否影響浮力大小。
(1)提出問(wèn)題:浸沒(méi)在液體中的固體所受的浮力大小是否跟固體的形狀有關(guān);
(2)猜想:小雨認(rèn)為浸沒(méi)在液體中的固體所受的浮力大小跟固體的形狀有關(guān);
(3)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn):
實(shí)驗(yàn)器材:燒杯、水、細(xì)線、彈簧測(cè)力計(jì)和一塊不吸水的橡皮泥。
實(shí)驗(yàn)步驟:
①小雨將橡皮泥用細(xì)線懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,讓橡皮泥緩慢 浸沒(méi) 在水中,待橡皮泥靜止時(shí)讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F1;
②改變 橡皮泥的形狀 ,重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟,讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F2;
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:若F1=F2,則說(shuō)明小雨的猜想是 錯(cuò)誤 (選填“正確”或“錯(cuò)誤”)的;
(5)評(píng)估:實(shí)驗(yàn)次數(shù)少,結(jié)論不具有普遍性。
【答案】(3)①浸沒(méi);②橡皮泥的形狀;(4)錯(cuò)誤。
【解答】解:(3)①探究浸沒(méi)在液體中的固體所受的浮力大小是否跟固體的形狀有關(guān),應(yīng)該將物體浸沒(méi)在液體中;
②由控制變量法可知,探究浸沒(méi)在液體中的固體所受的浮力大小跟固體的形狀的關(guān)系,應(yīng)該使用同一橡皮泥,改變物體的形狀,重復(fù)實(shí)驗(yàn);
(4)若F1=F2,則浸沒(méi)在液體中的固體所受的浮力大小跟固體的形狀無(wú)關(guān),所以小雨的猜想是錯(cuò)誤的。
故答案為:(3)①浸沒(méi);②橡皮泥的形狀;(4)錯(cuò)誤。
25.(2023?哈爾濱)在探究“浮力大小與什么因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)中:
(1)東寶測(cè)量物體A在水中所受浮力的方法如圖,由圖可知,物體受到的重力為 3 N,物體受到的浮力為 1 N,浮力的方向是 豎直向上 。
(2)偉鵬同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中獲得如表的數(shù)據(jù),分析表中的數(shù)據(jù)能否得到浮力大小與物體排開(kāi)液體體積的定量關(guān)系?若能,請(qǐng)寫出主要分析過(guò)程(可省略計(jì)算步驟)及結(jié)論;若不能,請(qǐng)說(shuō)明理由。
【答案】故答案為:(1)3;1;豎直向上;(2)能;分析過(guò)程及結(jié)論見(jiàn)解答。
【解答】解:(1)由圖示知,物體的重力G=3N,將A放入液體中后測(cè)力計(jì)示數(shù)F=2N,所以F?。紾﹣F=3N﹣2N=1N;浮力的方向是豎直向上的;
(2)①由1、3、5三次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知,三次實(shí)驗(yàn)過(guò)程中排開(kāi)液體體積V排相同,
即:V排1=V排3=V排5=50cm3,
由===5×10﹣4m3?N/kg,可得結(jié)論:物體排開(kāi)液體的體積相同時(shí),物體所受到的浮力大小與液體的密度成正比;
②由①得到的結(jié)論可得,若第 2次實(shí)驗(yàn)液體的密度為1.0g/cm3,則第2次實(shí)驗(yàn)時(shí)受到的浮力:F′浮2=1.0N;
若第4次實(shí)驗(yàn)液體的密度為1.0g/cm3,則第4次實(shí)驗(yàn)時(shí)受到的浮力:F'浮4=2.0N;
③由第3次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)及②中的兩組數(shù)據(jù)可知,
當(dāng)ρ液3=ρ′液2=ρ′液4=1.0g/cm3時(shí),由===1.0×104N/m3,可得結(jié)論:液體密度相同時(shí),物體所受到的浮力大小與物體排開(kāi)液體的體積成正比。
故答案為:(1)3;1;豎直向上;(2)能;分析過(guò)程及結(jié)論見(jiàn)解答。
26.(2023?常德)小霞同學(xué)按照如圖1所示的操作,探究影響浮力大小的因素。
(1)物體全部浸沒(méi)在水中時(shí),受到的浮力是 1 N。
(2)觀察A、B、C、D四幅圖,可得出金屬塊受到的浮力大小與 排開(kāi)液體體積 有關(guān)。
(3)由D、E兩圖可得出結(jié)論:物體受到的浮力大小與 液體密度 有關(guān)。
(4)小明還想用圖2所示裝置驗(yàn)證阿基米德原理:
①將裝滿水的溢水杯放在升降臺(tái)上,用升降臺(tái)來(lái)調(diào)節(jié)溢水杯的高度。當(dāng)逐漸調(diào)高升降臺(tái)時(shí),小明發(fā)現(xiàn)隨著重物浸入水中的體積變大,彈簧測(cè)力計(jì)甲的示數(shù)變小,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)乙的示數(shù)會(huì) 變大 (選填“變大”、“變小”、“不變”),若它們的變化量相等,則證明F浮=G排;
②在圖2中,已知重物是底面積為100cm2,高為8cm,重為10N的實(shí)心長(zhǎng)方體,從重物剛接觸水面開(kāi)始,將升降臺(tái)緩慢上升6cm,則重物最終浸入的深度為 4 cm(彈簧測(cè)力計(jì)每1N的刻度線間距為0.5cm)。
【答案】(1)1;(2)排開(kāi)液體體積;(3)液體密度;(4)①變大;②4。
【解答】解:(1)由圖A可知,金屬塊的重力G=4N,由圖D可知金屬塊浸沒(méi)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F′=3N,
則金屬塊浸沒(méi)在水中所受的浮力F?。紾﹣F′=4N﹣3N=1N;
(2)由A、B、C、D四個(gè)圖可知,金屬塊排開(kāi)水的體積不同,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同,受到的浮力不同,據(jù)此可得出金屬塊受到的浮力大小與排開(kāi)液體的體積有關(guān);
(3)由A、D、E三圖可知,排開(kāi)液體的體積相同,而排開(kāi)液體的密度不同,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不同,浮力不相同,故可得出結(jié)論:物體受到的浮力大小與液體的密度有關(guān);
(4)①如圖2,小明將裝滿水的溢水杯放在升降臺(tái)上,用升降臺(tái)來(lái)調(diào)節(jié)溢水杯的高度,
當(dāng)小明逐漸調(diào)高升降臺(tái),重物浸入水中的體積變大,排開(kāi)水的體積變大,根據(jù)F?。溅岩篻V排可知,重物受到的浮力變大,所以彈簧測(cè)力計(jì)甲的示數(shù)F′=G﹣F浮變??;
又因?yàn)橹匚锝胨械捏w積越來(lái)越大時(shí),溢出水的體積變大、溢出水的質(zhì)量變大、溢出水受到的重力變大,所以彈簧測(cè)力計(jì)乙的示數(shù)變大;
根據(jù)阿基米德原理可知,物體所受浮力的大小和排開(kāi)液體的重力相等,所以彈簧測(cè)力計(jì)甲示數(shù)的變化量和彈簧測(cè)力計(jì)乙的示數(shù)變化量相等,從而證明了F浮=G排;
②因平臺(tái)又上升后,由于物體受浮力,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)會(huì)減小,且彈簧測(cè)力計(jì)每1N的刻度線間距為0.5cm,
所以,設(shè)物體靜止時(shí)彈簧縮短了hcm,此時(shí)物體浸入水中的深度為(6﹣h)cm,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F=G﹣×h,即F=G﹣2N/cm×h,
此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)拉力、浮力與物體重力平衡,所以F+F?。紾,
即:(10N﹣2N/cm×h)+1.0×103kg/m3×10N/kg×100×(6﹣h)×10﹣6m3=10N,
解得:h=2cm;
所以重物浸入深度為:6cm﹣2cm=4cm。
故答案為:(1)1;(2)排開(kāi)液體體積;(3)液體密度;(4)①變大;②4。
27.(2023?江西)【探究名稱】探究浮力大小與物體的形狀是否有關(guān):
【問(wèn)題】某同學(xué)探究完浮力大小與液體密度和物體排開(kāi)液體體積的關(guān)系后,還想知道浮力大小是否與物體的形狀有關(guān)。于是,該同學(xué)進(jìn)行了如下探究。
【證據(jù)】該同學(xué)用一塊橡皮泥(不吸水)、一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯、水和細(xì)線,按如下步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。
①如圖a所示,用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出橡皮泥的重力為 4 N;
②如圖b所示,將橡皮泥捏成實(shí)心長(zhǎng)方體浸沒(méi)在水中,讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);
③如圖c所示,將同一塊橡皮泥捏成實(shí)心圓柱體浸沒(méi)在水中,讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù);
④如圖d所示,將同一塊橡皮泥捏成實(shí)心球體浸沒(méi)在水中,讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。
【解釋】
(1)圖b中橡皮泥受到的浮力大小為 2 N;
(2)由以上實(shí)驗(yàn)可知,浮力大小與物體的形狀 無(wú)關(guān) 。
【交流】
(1)本實(shí)驗(yàn)在其它因素都相同的前提下,只改變物體的形狀來(lái)進(jìn)行探究。在物理學(xué)中,這種研究方法稱為 控制變量法 。
(2)在第④步實(shí)驗(yàn)中,將橡皮泥從圖d位置向下移放到圖e位置時(shí),深度增加,橡皮泥所受浮力大小 不變 (選填“變大”“變小”或“不變”),說(shuō)明浮力大小與 深度 無(wú)關(guān)。
(3)若用刻度尺和彈性較好的橡皮筋來(lái)替代彈簧測(cè)力計(jì),能否完成本實(shí)驗(yàn)的探究? 能 。
【答案】證據(jù):①4;解釋:(1)2;無(wú)關(guān);交流:(1)控制變量法;(2)不變;深度;(3)能。
【解答】解:證據(jù):①由圖可知,彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N,則橡皮泥的重力為4N。
解釋:(1)由a圖可知,物體的重力為G=4N,由b圖可知橡皮泥浸沒(méi)在水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F=2N,
則此時(shí)橡皮泥受到的浮力為F浮=G﹣F=4N﹣2N=2N;
(2)由以上實(shí)驗(yàn)可知,同一橡皮泥捏成不同形狀的物體浸沒(méi)在水中,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)相同,根據(jù)稱重法可知,受到的浮力相等,所以說(shuō)明浮力大小與物體的形狀無(wú)關(guān)。
交流:(1)本實(shí)驗(yàn)在其它因素都相同的前提下,只改變物體的形狀來(lái)進(jìn)行探究。在物理學(xué)中,這種研究方法稱為控制變量法;
(2)在第④步實(shí)驗(yàn)中,將橡皮泥從圖d位置向下移放到圖e位置時(shí),深度增加,但水的密度、排開(kāi)水的體積不變,由F?。溅岩篻V排可知它受到的浮力不變,根據(jù)F=G﹣F浮,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變,由此說(shuō)明浮力的大小與深度無(wú)關(guān);
(3)用刻度尺和彈性較好的橡皮筋來(lái)替代彈簧測(cè)力計(jì),用橡皮筋吊著橡皮泥浸入水中,記錄橡皮筋的長(zhǎng)度,比較每次橡皮筋的長(zhǎng)度可以知道拉力的大小,從而可以比較橡皮泥受到的浮力大小,所以能完成本實(shí)驗(yàn)的探究。
故答案為:證據(jù):①4;解釋:(1)2;無(wú)關(guān);交流:(1)控制變量法;(2)不變;深度;(3)能。
28.(2022?吉林)某小組同學(xué)在做科學(xué)探究實(shí)驗(yàn),如圖所示:
a.將一個(gè)長(zhǎng)方體物體(物體不吸水)掛在彈簧測(cè)力計(jì)下,物體的下表面剛好與水面接觸,如圖甲所示;
b.移動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使物體向下移動(dòng)4cm,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖乙所示;
c.繼續(xù)移動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使物體再向下移動(dòng)4cm,物體剛好浸沒(méi)水中,如圖丙所示,此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4N。
(1)圖乙中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為 4.4 N;
(2)分析測(cè)量結(jié)果可知,在圖丙中物體受到的浮力比在圖乙中受到的浮力大 0.4 N,由此說(shuō)明,物體所受浮力的大小與物體排開(kāi)液體的體積 有關(guān) ;
(3)圖乙中液體對(duì)容器底的壓力為F乙,圖丙中液體對(duì)容器底的壓力為F丙,則F乙 < F丙;
(4)該物體的密度為 6×103 kg/m3。
【答案】見(jiàn)試題解答內(nèi)容
【解答】解:(1)彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N,讀數(shù)為4.4N;
(2)移動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使物體向下移動(dòng)4cm,圖乙彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為4.4N,繼續(xù)移動(dòng)彈簧測(cè)力計(jì)使物體再向下移動(dòng)4cm,物體剛好浸沒(méi)水中,圖丙彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為4N,圖乙到圖丙浮力的增加量等于示數(shù)的減少量,為4.4N﹣4N=0.4N;
由于圖乙中,物體排開(kāi)液體體積為物體體積的一半,圖丙中,物體排開(kāi)體積為物體的體積,所以,排開(kāi)體積越大,浮力越大,物體所受浮力的大小與物體排開(kāi)液體的體積有關(guān);
(3)圖丙中物體排開(kāi)液體體積比圖乙大,故液面比圖乙的高,圖丙的深度大于圖乙,液體密度相同,圖丙容器底部的壓強(qiáng)大于圖乙的壓強(qiáng),容器的底面積相同,所以F乙<F丙;
(4)從圖乙到圖丙可知,當(dāng)物體排開(kāi)液體體積為物體體積一半時(shí),浮力為0.4N,所以當(dāng)物體的下表面剛好與水面接觸,未浸入水中時(shí),物體的重力G=4.4N+0.4N=4.8N;
對(duì)于圖丙,F(xiàn)浮=G﹣F=4.8N﹣4N=0.8N;物體全部浸沒(méi)水中,物體體積V=V排===0.8×10﹣4m3;
物體密度ρ===6×103kg/m3;
故答案為:(1)4.4;(2)0.4;有關(guān);(3)<;(4)6×103。
液體
液體的密度(g/cm3)
物體排開(kāi)液體的體積(cm3)
物體狀態(tài)
物體受到的浮力(N)
液體1
0.85
100
沉底
0.80
液體2
1.2
80
漂浮
0.96
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
液體種類
金屬塊的重力/N
金屬塊浸入情況
金屬塊在液體中時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)/N
金屬塊所受浮力/N
1
——
2.7
——
——
——
2
水
2.7
部分
2.0
0.7
3
水
2.7
全部
1.7
1.0
4
濃鹽水
2.7
全部
1.5
1.2
實(shí)驗(yàn)次數(shù)
浮力F浮/N
液體密度ρ液/(g/cm3)
排開(kāi)液體體積V排/cm3
1
0.4
0.8
50
2
0.9
0.9
100
3
0.5
1.0
50
4
2.2
1.1
200
5
0.6
1.2
50
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