任務 探究浮力的大小
【探究準備】
1.實驗中,需要測量的物理量(寫符號):G物、 G杯 、F拉、 G總 。
2.物體所受浮力:F浮= G物-F拉 ;排開液體的重力:G排= G總-G杯 。
3.實驗方法: 間接測量法 。
【探究過程】
【設計實驗與制訂計劃】
1.實驗器材的組裝
2.制訂實驗方案
分別測出G物、G杯、F拉、G總,計算出物體所受的 浮力 和排開液體所受的 重力 ,進行比較,總結(jié)規(guī)律。
【進行實驗與收集證據(jù)】
(1)如圖a所示,用彈簧測力計分別測出石塊和燒杯的重力,將實驗數(shù)據(jù)填入表格。
(2)如圖b所示,把石塊浸沒在水面恰好與溢口相平的溢水杯中,用燒杯接從溢水杯里被石塊排開的水,讀出此時彈簧測力計的示數(shù),將實驗數(shù)據(jù)填入表格。
(3)如圖c所示,用彈簧測力計測出接了水后燒杯和水的總重,將實驗數(shù)據(jù)填入表格。
(4)更換不同質(zhì)量的石塊,重復上述步驟。
(5)收集數(shù)據(jù)表格如下
【實驗結(jié)論】
浸入液體中的物體所受浮力的大小等于 物體排開的液體所受重力的大小 ,這就是著名的阿基米德原理,公式是 F浮= G排 = ρ液V排g 。
【交流與評估】
(1)實驗中,怎樣獲得普遍性的結(jié)論?
答:更換不同密度的液體和物體重新實驗。
(2)實驗中能否先將石塊浸沒在水中后,再測石塊受到的重力?為什么?
答:不能。因為石塊拿出水面后,會沾有水珠,使石塊的重力變大,誤差大。
(3)在測量排開液體的重力時,能否先測燒杯和水的總重力,再倒出水測出燒杯杯的重力?為什么?
答:不能。由于燒杯內(nèi)的水不能全部倒凈,內(nèi)壁會附有水珠,使測出的G杯偏大,則G排偏小。
(4)若先測量F拉再測G物的結(jié)果會怎樣?試分析其中的原因。
答:結(jié)果:所測浮力偏大;原因:從液體中提起時,物體上粘有液體。
【溫馨提示】→操作注意事項
實驗時溢水杯中的液體要到達溢水口,且物體要緩慢浸入液體,以保證物體排開的液體全部流入燒杯。
典題疑難突破
【考點一】探究浮力的大小與排開液體的重力的關系
【典題1】某實驗小組利用彈簧測力計、石塊、溢水杯等器材,按照如圖所示的步驟,探究“浮力的大小與排開液體所受重力的關系”。
【實驗設計】
(1)為了減小實驗誤差且操作最方便,最合理的操作步驟順序為 ABCD (填序號)。
(2)若A、B、C、D四幅圖中彈簧測力計的讀數(shù)分別是F1、F2、F3、F4。
①由B圖和 C 圖中彈簧測力計的讀數(shù)可以求出小石塊的浮力;
②如果關系式 F2-F3=F4-F1 成立,就可以驗證“阿基米德原理”。
【進行實驗】
(3)先用彈簧測力計分別測出空桶和石塊的重力,其中石塊的重力大小為 3.8 N。
(4)把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯中,石塊受到的浮力大小為 1.4 N,石塊排開的水所受的重力可由 A、D (填字母代號)兩個步驟測出;由以上步驟可初步得出結(jié)論:浸入水中的物體所受浮力的大小等于 物體排開的水所受到的重力大小 。
【實驗延伸】
(5)為了得到更普遍的結(jié)論,下列繼續(xù)進行的操作中不合理的是 B 。
A.用原來的方案將石塊換成體積與其不同的鐵塊進行實驗
B.原來的方案和器材多次測量取平均值
C.用原來的方案將水換成酒精進行實驗
(6)另一實驗小組在步驟C的操作中,只將石塊的一部分浸在水中,其他步驟操作正確,則 能 (選填“能”或“不能”)得到與(2)相同的結(jié)論;
【創(chuàng)新實踐】
(7)【改進裝置】小英用身邊的器材對實驗進行了改進:兩個相同的彈簧測力計A和B、重物、溢水杯(由飲料瓶和吸管組成)、薄塑料杯(質(zhì)量忽略不計)等器材,裝置如圖E所示。實驗時逐漸向下移動水平橫桿,使重物緩慢浸入盛滿水的溢水杯中直至剛好全部浸沒,觀察到彈簧測力計A的示數(shù)逐漸 減小 (選填“增大”“減小”或“不變”),彈簧測力計B的示數(shù)也在改變,若彈簧測力計A的示數(shù)變化量為ΔFA,彈簧測力計B的示數(shù)變化量為ΔFB,則它們的大小關系是ΔFA = (選填“>”“=”或“

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初中物理滬科版（2024）八年級全冊（2024）電子課本 新教材

第三節(jié) 阿基米德原理

版本： 滬科版（2024）

年級： 八年級全冊（2024）

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