《探究浮力的大小跟什么因素有关》
一、实验探究题
1. 小冉在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,用到如下器材:分度值为
的弹簧测力计,底面积为 、高度为6cm的实心圆柱体铜块,相同的大烧杯若干,水,密度未知的某种液体,细线等。
小冉进行了如图所示的实验:A步骤所示弹簧测力计的示数为______;用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度,步骤如图B、C、D、E、F所示 液体均未溢出 ,并将其示数记录在表中: 实验步骤 弹簧测力计示数 B C D E F 在实验步骤B中铜块所受浮力 浮 ______N;
B、C、D, 分析实验步骤A、可以说明浮力大小跟______有关;分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟______有关。
小冉用表格中的数据算出了某种液体的密度是______ 结果保留一位小数 ,还算出了步骤B中铜块下表面受到水的压强是______Pa,并发现步骤B、C、D中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐______ 选填“增大”或“减小” 。
2. 小华和小琳在老师的指导下,对“浮力的大小与哪些因素有关”进行了实验探究。
猜想1:浮力的大小可能与液体的密度有关 猜想2:浮力的大小可能与物体的重力有关 猜想3:浮力的大小可能与排开液体的体积有关 猜想4:浮力的大小可能与物体的形状有关
小琳在家中利用身边的物品做实验,她用手把饮料罐按入水中,水面上升的越高,人会感到越吃力。这个事实可以支持猜想______ 填序号 。
他们为了研究猜想1和猜想2,选用了体积相同、重力不同的三个圆柱形物体A、B、C并测出了它们的重力分别为4N、 和5N,然后进行了如下图所示的实验。
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比较图中序号为a、b、c的三次实验,得出的结论是:浮力的大小与______。
浮力的大小与液体的密度 比较图中序号为______的三次实验可以得出初步结论:有关,液体的密度越大,物体所受的浮力也越大。
3. 为了验证浸入液体中的物体受浮力的大小是否跟物体的密度以及物体浸入液体中
的深度有关,小铭同学选择了两块体积和形状都相同的实心铜块和铁块进行了如下实验。 铜 铁
要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关,他应选取___________ 选填字母 等几个步骤进行对比分析:铜块所受到的浮力为__________ 铁块所受浮力为________N,由此可以得出:物体所受的浮力大小与物体的密度___________ 选填“有关”或“无关” 。
分析图中B、C、D三次数据发现:随着物体浸入液体深度的增加,物体所受到的浮力变大,于是他得出结沦:浮力的大小跟物体浸入液体中的深度有关。你认为小铭的结论是_______的 选填“正确”或“错误” ,原因是_______________________。
实验中小铭观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时,弹簧测力计的示数越_________,于是他想把测力计改装成一个能测液体密度的密度计,他把实验
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中的铜块挂在弹簧测力计下如图A所示:当他把铜块浸没在水中时,如图E所示,他就在 处对应标上 的字样:当他把铜块浸没在酒精中时,应该在弹簧测力计刻度盘的_______N处对位标上 字样。
做如图所示的实验观察并分析比较图中有关数4. 在探究“影响浮力大小的因素”时,
据可知:
根据______两图弹簧测力计示数的差值可以测出物体浸没在浓盐水中受到的浮力。
比较b、c两图可知浮力的大小与物体排开液体的体积______ 选填“有关”或“无关” 。
比较______两图可知物体所受浮力大小随液体密度的增大而______。 综合上述的实验结论可以推导物体在液体中所受浮力大小应与排开液体的______有关。
5. 某同学在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中:
如图甲、乙所示,先用弹簧测力计吊着石块,此时弹簧测力计的示数为 ,然后让石块完全浸没在水中,弹簧测力计的示数变为 ,则石块受到水的浮力为________N。
如图丙所示,用弹簧测力计缓慢将石块拉出水面,随着石块露出水面的体积越来越大,观察到弹簧测力计的示数也越来越大,则石块受到水的浮力越来越________ 选填“大”或“小” 。说明浮力的大小与石块浸入水中的体积有关。 通过比较图乙和图________,可以探究浮力大小跟液体密度是否有关。
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6. 小陈同学在老师的指导下进行了以下实验:
用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力,如图甲所示; 用手拿着这个盖紧瓶盖的空玻璃瓶浸没在水中,放手后发现玻璃瓶上浮; 将一个铁块装入玻璃瓶并盖紧盖子,放入水中放手后发现玻璃瓶下沉; 取出玻璃瓶并擦干瓶上的水,挂在弹簧测力计上,保持玻璃瓶竖直,然后从图乙
所示位置慢慢浸入水中,并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与玻璃瓶下表面浸入水中深度h的关系图像,如图丙所示。 空玻璃瓶的重力是_________ N;
段说明物体受到的浮力大小与_________ 有关;
在第 操作步骤中,空玻璃瓶受到的浮力是_________ N,它上浮的原因是_________ ;
细心的小陈同学发现玻璃瓶上还标有100ml的字样,于是在装有铁块的玻璃瓶内装满水并盖上瓶盖,再用弹簧测力计测出总重力,如图丁所示,此时弹簧测力计示数为 ,根据以上数据,他算出了铁块的密度为_________ 。 小陈还选用三个质量不同的铝块、烧杯、水和弹簧测力计,对“浮力的大小与物体的质量是否有关”进行探究,先用弹簧测力计测出一个铝块的重力,然后把这个铝块浸没在水中,读出弹簧测力计的示数。再用其他两个铝块重复上述实验,分析数据得出了结论。
该实验方案的不合理之处是:_________ 。
在原有的实验器材的基础上,增加一个量筒,写出改正不合理之处的做法:
_________ 。
由于实验前没有测小烧杯的重力7. 如图探究“浮力大小与什么因素有关”的实验中,
就直接将物体浸入水中,当物体浸入一半的体积时,测出烧杯和排开液体的重力如图 ,再将物体浸没入水中,再次测得烧杯和水总重如图 。则:
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图 说明浮力大小与_________________________________有关。 圆柱体密度为________________ ,小烧杯重_____________N。 分析实验数据,可能会使圆柱体的密度偏大的原因是___________。 填字母 A.物体浸没后触底了 B.物体浸没后深度改变了 C.物体还没有完全浸没就读数
8. 小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的烧杯,分别装有一定量的水和盐水,对浸
在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示.
分析图甲、乙、丙三图,说明浮力的大小与圆柱体 ________有关. 乙图中圆柱体所受浮力是________N.
用图示实验数据测出盐水的密度是________ .
9. 小华做“验证阿基米德原理”的实验中,用图 的溢水杯和小桶收集石块排开的
水,他的实验过程分别如图 、 、 、 。
如图 所示,是小华在使用______测量石块的______。
若图中四个测量值 、 、 、 满足关系式______,该原理将得到验证。 以下关于实验过程中的操作,会影响验证结果的是______。
A.图 中溢杯内未盛满水。 图 中小桶内有少量水。 图 中石块未浸没水中。
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石块从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强______ 选填“逐渐增大”、“逐渐减小”、“保持不变” 。
10. 小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验。请你根据小明的实
验探究回答下列问题:
根据A与E两图所示的实验数据,可知物体A浸没在盐水中所受的浮力为______N。
若探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系,可选用的操作是 填序号 ______。
在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出:物体A的体积为______ ,盐水的密度为______ 。
11. 在探究影响浮力大小因素的实验中,同学们提出了如下猜想:
猜想1:浮力大小与物体排开液体的体积有关; 猜想2:浮力大小与液体的密度有关;
猜想3:浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关。
分析实验A、B、C可知猜想1是正确的,可以得到在同种液体中物体排开液体的体积越大,受到的浮力______。比较实验______可知,浮力大小还与液体的密度有关。
如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象,分析图象可知,圆柱体重力是______N;圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是______N;圆柱体的体积是______ ;圆柱体的密度是______ ;
红红还进行了E图的实验,老师说利用已有的数据就可以计算出这种液体的密度。假设水的密度为 水,则液体的密度为 液 ______。 用题中给出的符号表示
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12. 如图所示是小芳同学探究“阿基米德原理”的实验,其中桶A为圆柱形
小沿同学用弹簧测力计分别测出了空桶A、B的重力,如图甲、乙所示,则桶A重______N,桶B重______N
将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中,用桶B接住溢出的水,如图丙所示。则空桶A受到的浮力为______N
测出桶B和溢出水的总重力,如图丁所示,则桶A排开水的重力为______N 接着小芳同学往桶A中加入沙子进行实验,得到4组数据,表格如下,其中有明显错误的是第______次,实验中,随着加入沙子越多,桶A浸入水中就越______ 选填“深”或“浅” 次数 桶A与沙子的总重量 桶B与水的总重量 1 2 3 4 分析以上探究过程可以得到的结论是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于该物体______
小芳同学进一步探究,她将装有适量沙子的桶A分别放入水中和另一未知液体 ,浸入另一液体中的深度为 中,桶A浸入水中的深度为 ,设水的密度为水,则另一液体的密度表达式为______ 用题中所给和所测物理量的字母表示
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13. 为了探究影响浮力大小的因素,某校学习小组设计了如下两次实验。
第一组:如图1所示,甲、乙、丙图是小方同学的实验过程 整个过程为同一物块,g取 。
由图1中实验过程及数据分析可得:物体所受浮力大小与______有关; 该物块浸没在水中所受的浮力为______N;
第二组:在水平桌面上,两个完全相同烧杯中装有相同体积的水,小杨同学将A、B两个不同的实心物块,分别放入两个烧杯中,A物块沉入杯底、B物块漂浮于水B均静止后,面。待A、两液面的高度仍相同,如图2所示。则A物块所受浮力______B物块所受浮力;甲杯中水对烧杯底部压强______乙杯中水对烧杯底部压强;甲杯对桌面压强______乙杯对桌面压强。 均选填“ ”“ ”或“ ”
14. 小明同学在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中: 已知 水
如图1甲、乙,先用弹簧测力计吊着石块,弹簧测力计的示数为 ,然后让石块完全浸没在水中,弹簧测力计的示数变为 则石块受到水的浮力为______N; 如图1丙,用弹簧测力计缓慢将石块拉出水面,随着石块露出水面的体积越来越大,观察到弹簧测力计的示数也越来越大,则石块受到水的浮力越来越______ 选填“大”或“小” 。说明浮力的大小与______有关;
通过比较图乙和图______,可以探究浮力大小跟液体密度是否有关; 他通过上述实验又计算出该小石块的密度为______ 。
【拓展】同组的小红同学,继续用如图2所示的方法测出了物块B的密度,她的具体操作如下:将物块B放入漂浮于水面的小烧杯中,小烧杯杯底距水面高度
;将物块B取出后系在烧杯底静止后,小烧杯杯底距水面高度 ;
剪断细绳后物块B沉入杯底,此时小烧杯杯底距水面高度 ,则物块B的密度为______ 。
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圆柱体、两个相同的圆柱形容器,分别装有一定量的水和盐水,15. 小明用弹簧测力计、
对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,其装置和弹簧测力计示数如图所示.
分析图甲、乙、丙,说明浮力的大小与_______有关.
为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系,可选用_______两图的装置来进行操作.
圆柱体浸没在水中时受到的浮力是_______N,圆柱体的体积是_______ . 用图示实验数据测出盐水的密度是______ .
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答案和解析
1.【答案】 排开液体的体积 液体密度 200 增大
【解析】解: 测力计的分度值为 ,由指针位置可知,A步骤所示弹簧测力计的示数为 ;
由表格数据可知,在实验步骤B中拉力为 ,则步骤B中铜块所受浮力 浮 拉 ,
由A、B、C、D所示实验可知物体排开液体的体积越大,物体受到的浮力越大,由此可知:浸在同种液体中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关。
E、F,由A、实验可知,物体排开液体体积相同而液体密度不同,物体受到的浮力不同,这说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小根液体密度有关。 ,浸没时, 排 , 在F图中, 浮 拉 , 由 浮 液 排可得: 液
浮 排
;
由浮力产生的原因可知,骤B中铜块下表面受到水的压力 浮 。 下表面受到水的压强 ,
由B、C、D中数据可知, 拉逐渐减小,根据 浮 拉可知,浮力增大,即下表面受到水的压力增大,受力面积不变,由 可知,p逐渐增大,即铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐增大。
故答案为: ; ; 排开液体的体积;液体的密度; ;200;增大。
首先看清测力计的分度值,然后再读数; 根据 浮 拉可求得浮力;
应用控制变量法分析图示实验,根据实验控制的变量与实验现象分析答题,然后得出结论;
排 , 已知圆柱体铜块的底面积和高,可求得其体积,浸没时,根据 浮 拉可求得浮力,再利用 浮 液 排可求得液体的密度;
由浮力产生的原因可知,步骤B中铜块下表面受到水的压力,然后利用 可求得下表面受到水的压强;根据B、C、D中数据分析下表面受到水的压强随着深度的增加是
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如何变化的。
本题是较典型的用控制变量法分析实验得出结论的题型。在分析问题时,要明确哪些量是相同的,哪些量是变化的或不同的,正是这些变化的或不同的量导致了实验结果的不同。
2.【答案】3 物体的重力无关 ade
【解析】解: 用手把空的饮料罐按入水中,手就会感受到竖直向上的浮力,越往下按,浮力越大;空饮料罐向下按入的过程中,水面会升高,空饮料罐排开水的体积比较大;由此得出猜想:浮力的大小与物体排开液体的体积有关,即这个事实可以支持猜想3。
序号为a、b、c的三次实验中,物体的体积和浸没的液体都相同,不同因素是物体的重力;
由图可知测力计的示数分别为:3N、 、4N,而三个圆柱形物体A、B、C的重分别为4N、 和5N,根据称重法 浮 ,则所受浮力分别为1N、1N、1N,可见浮力相等,于是可得结论是:浮力的大小与物体的重力无关;
浮力的大小与液体的密度有关;液体的密度越大,同一物体受到的浮力也越大。 结论:
根据控制变量法可知:实验应该是保持物体的物体的体积、质量、浸没的深度等因素相同,变化的量是液体的密度;则符合要求的实验是:a、d、e三次实验; 故答案为: ; 物体的重力无关; 、d、e。
浮力是竖直向上的,根据手的感觉来感知浮力的变化;通过水面的变化来判断物体排开液体体积的关系;从而提出浮力和物体排开液体体积关系的猜想; 根据控制变量法分析,
比较序号为a、b、c的三次实验的物体所受浮力的大小变化和变化的因素,得出浮力
物体的质量之间的关系;
根据得出结论应比较找出其它因素相同,只液体的密度不同的改变三次实验,即是可
以得出那样结论的实验。
本题考查了控制变量法在实验探究中的应用和称重法的应用,如果一个现象受到多个因素的影响,研究其中一个因素的作用时,一定采用控制变量法,一定要注意保证其它因素是相同的。
3.【答案】 、B、D、E; ; ;无关
错误;没有控制排开液体体积相同 小;
【解析】【分析】
我们已经知道,浮力的大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关,要探究物体所受的浮力大小与物体的密度有关,要控制物体排开液体的体积和液体的密度相同,只改变物体的密度;
读出铜块和铁块的重力、在水中弹簧测力计的示数,利用称重法求出受到的浮力,然后比较浮力的大小得出结论;
探究浮力的大小与液体深度的关系时,要控制液体的密度和排开液体的体积不变; 根据阿基米德原理可知同一个物体浸没在密度越大的液体中所受的浮力越大,根据
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称重法可知弹簧测力计示数的变化;
根据阿基米德原理求出,物体在酒精中受到的浮力,根据称重法求出弹簧测力计的示数即为此时在弹簧测力计刻度盘的位置。
本题研究浸入液体中的物体受浮力的大小是否跟物体的密度以及浸入液体中的深度有关,考查控制变量法、称重法测浮力、阿基米德原理的运用,综合性较强。 【解答】
要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关,要控制体排开液体的体积和液体的密度相同
他应选取图中A、B、D、E等步骤进行对比分析; 根据称重法,铜块所受到的浮力: 铜 铜 , 铁块所受浮力为:
铁 铁 ,
由此可以得出:物体所受的浮力大小与物体的密度无关;
而在B、C、D三步的对比分析中,小刚得出的结论是不对的,物体没有浸没时,深度变化的同时,排开液体的体积也在变化。错误在于没有控制变量,必须在排开液体体积相同的情况下进行实验。
根据 浮 排可知,物体浸没时排开水的体积和本身的体积相等,所以将同一个物体浸没在密度越大的液体中时受到的浮力变大,根据 浮 可知弹簧测力计的示数越小;
当他把物块浸没在水中时,受到的浮力: 浮 , 根据阿基米德原理得: 水 排----- 当他把物块浸没在酒精中时, 浮酒 酒 排-----
两者排开液体的体积相等, 两式相比可得: 浮酒 ,此时应标在弹簧测力计的 处。 故答案为:
、B、D、E; ; ;无关; 错误;没有控制排开液体体积相同; 小; 。
4.【答案】a、d 有关 c、d 增大 重力
【解析】解: 根据 浮 知,要计算物体在盐水中的浮力,需要在空中和盐水中分别测量,图a、d符合题意;
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、c两图,液体的密度相同、排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,浮力不同,所以浮力的大小与物体排开液体的体积有关;
要探究物体所受浮力大小与液体密度的关系,需要控制排开液体的体积不变,改变液体的密度,c、d两图符合题意;
由a、c知物体在水中的浮力为 , 由a、d知物体在浓盐水中的浮力为 ,
因为盐水的密度大于水的密度,物体在盐水中的浮力大于在水中的浮力,所以可以得出物体所受浮力大小随液体密度的增大而增大;
物体在液体中所受浮力大小与排开液体的体积、液体的密度有关,即 排 排 液 排,所以物体在液体中所受浮力大小应与排开液体的重力有关。 故答案为: 、d; 有关; 、d;增大; 重力。
根据 浮 计算物体在盐水中的浮力,需要在空中和盐水中分别测量; 分析图b、c所示实验,根据实验控制的变量与实验现象,得出实验结论; 要探究物体所受浮力大小与液体密度的关系,需要控制排开液体的体积不变,改变液体的密度;
分析图b、c所示实验,根据实验控制的变量与实验现象分析答题。
浮力大小与物体排开液体的体积和液体的密度有关,在探究影响浮力大小的因素实验中,应注意控制变量法的应用。
5.【答案】 ; 小; 丁
【解析】【分析】
石块受到的浮力等于重力与测力计示数之差;
应用控制变量法分析图示实验,根据实验现象分析答题.
本题考查了浮力的有关因素,涉及求石块受到的浮力、判断浮力如何变化、实验现象分析等,知道实验原理、应用控制变量法分析图示实验即可正确解题。 【解答】
石块受到的浮力: 浮 ;
石块受到的浮力: 浮 ,石块的重力G不变,测力计示数F越来越大,则石块受到的浮力越来越小;
探究浮力与液体密度的关系,应控制物体排开液体的体积相等而液体密度不同,由图示实验可知,图乙与图丁所示实验物体排开液体体积相等而液体密度不同,可以用图乙与图丁所示实验探究浮力与液体密度的关系. 故答案为: ; 小; 丁。
6.【答案】 ;
排开液体的体积; ;浮力大于重力; ;
没有控制物体排开液体的体积相同;
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将三个铝块分别挂在弹簧测力计下端,逐渐浸入量筒的水中,每次都让量筒中水面增
加的体积相同
【解析】【分析】
本题通过实验主要考查了浮力的影响因素、浮力的计算、弹簧测力计的使用以及物体密度的计算等,考查知识点多,综合性强,是一道好题。
弹簧测力计读数的关键是明确分度值,数准小格数,这也是最容易出错的地方; 分析图象,由 浮 判断浮力大小的变化与瓶子浸入水中的体积之间的关系; 分析图象,由 浮 求瓶子浸没在水中时的浮力大小;根据物体的浮沉条件分析瓶子上浮的原因;
由图甲知瓶子重力,从而计算铁块重力,计算出瓶中加入水的重力,由密度公式可得加入水的体积,从而得到铁块体积,由密度公式计算铁块的密度大小;
浮力与液体密度、排开液体的体积有关,要探究浮力与物体的体积的关系,根据控制变量法,需要控制液体密度、排开液体的体积相同,据此分析小明的实验方案,提出合理的方案。 【解答】
读图可知,弹簧测力计的分度值为 ,弹簧测力计的示数为 ,即空瓶的重力为 ;
由图象知,当瓶子浸入水中的体积变大时,AB段瓶子受到的弹簧测力计拉力变小,由 浮 可知受到的浮力变大,说明物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关; 由图象知,当瓶子浸入深度为0时,弹簧测力计示数为瓶子和铁块的总重力,即 ;
当瓶子浸入深度达到6cm后弹簧测力计不再减小,说明瓶子浸没在水中,示数为 ,所以受到的浮力: 浮 ,因瓶子放入铁块前后,浸没于水中时的 排不变,所以瓶子放入铁块前后浸没于水中时所受的浮力不变; 由于空瓶受到的浮力为 ,空瓶的重力为 ,即 浮 瓶,所以玻璃瓶上浮; 由图甲知,空瓶的重力 瓶 ,瓶子和铁块的总重力 , 铁块重力: 铁 瓶 ,
由题知,图丁中弹簧测力计示数,即瓶子、水和铁块的总重力: 总 , 所以装入水的重力: 水 总 , 加入水的体积: 水
水水
,
铁块的体积: 容积 水 ,
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所以铁块密度:
铁
;
浮力与液体密度、排开液体的体积有关,要探究浮力与物体的体积的关系,根据控制变量法,需要控制液体密度、排开液体的体积相同,改变物体的体积,测量浮力,故小明实验中只控制了液体密度相同,没有控制物体排开液体的体积相同;
将三个铝块分别挂在弹簧测力计下端,逐渐浸入量筒的水中,每次都让量筒中水面增
加的体积相同。
故答案为: ; 排开液体的体积; ;浮力大于重力; ; 没有控制物体排开液体的体积相同; 将三个铝块分别挂在弹簧测力计下端,逐渐浸入量筒的水中,每次都让量筒中水面增加的体积相同。
7.【答案】 物体排开液体的体积;
; ;
【解析】【分析】
本题考查了影响浮力的因素、阿基米德原理的应用、偏差分析等知识,是一道综合题,有一定的难度。
根据称量法算出浮力,比较 得出浮力大小与什么因素有关;
根据当物体浸入一半的体积时,测出烧杯和排开液体的重力为 ,再将物体浸没入水中,再次测得烧杯和水总重为 ,算出一半浸没时排开水的重力,从而算出全部浸没时的浮力,算出小烧杯的重力;根据阿基米德原理算出排开水的体积,也就是物体的体积,根据 算出物体的质量,最后根据 算出圆柱体的密度; 分析选项中浮力的偏差,进而得出排开体积的偏差,得出密度的偏差。 【解答】
根据阿基米德原理知,图中 一半浸没,排开水的体积小,排开水的重力小,浮力小,图中 全部浸没,排开水的体积大,排开水的重力大,浮力大,故可以得出浮力大小与物体排开液体的体积有关;
根据当物体浸入一半的体积时,测出烧杯和排开液体的重力为 ,再将物体浸没入水中,再次测得烧杯和水总重为 ,所以一半浸没时排开水的重力为: 排 ; 所以当物体全部浸没时的排开水的重力: 排 排 , 所以小烧杯的重力:
桶 排 ;
根据阿基米德原理 浮 排 液 排 知, 物体的体积: 排
浮水
;
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根据 得物体的质量:
;
圆柱体的密度:
;
物体浸没后触底了,弹簧测力计的示数减小,根据 浮 知,浮力增大,根
据 浮 液 排知,排开水的体积增大,物体的体积偏大,根据 知密度偏小,故
A不符合题意;
B.物体浸没后深度改变了,浮力不变,根据 浮 液 排知,排开水的体积不变,物体的体积不变,根据 知密度不变,故B不符合题意;
C.物体还没有完全浸没就读数,弹簧测力计的示数偏大,根据 浮 知,浮力偏小,
根据 浮 液 排知,排开水的体积偏小,物体的体积偏小,根据 知,密度偏大,
故C符合题意。故选C。
故答案为: 物体排开液体的体积; ; ; 。
8.【答案】 排开液体的体积
【解析】【分析】
本题考查了探究影响浮力大小因素实验、求物体的体积与密度问题,要掌握称重法测浮力的方法、应用浮力公式即可解题,应用控制变量法是正确解题的关键。 分析图示实验,根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论。 物体的重力与测力计拉力之差是物体受到的浮力;
根据浮力公式求出物体的体积,再由 浮盐水 盐水 排 变形即可求出盐水的密度。 【解答】
由图甲、乙、丙所示实验可知,物体排开液体的密度相同而排开液体的体积不同,物体受到的浮力不同,由此可知,浮力大小与物体排开液体的体积有关; 由图甲、乙所示实验可知,圆柱体浸在水中时受到的浮力: 浮 ;
由图甲、丙所示实验可知,圆柱体浸没在水中所受浮力:
,
由 浮 水 排可知圆柱体的体积:
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排
浮水 水
;
由图甲、戊所示实验可知,圆柱体浸没在盐水中时受到的浮力:
;
由 浮盐水 盐水 排 得盐水的密度:
。
故答案为: 排开液体的体积; ; 。
9.【答案】弹簧测力计 重力 A 保持不变
【解析】解: 图C是使用弹簧测力计测量石块所受的拉力,重力与拉力是一对平衡力,即测量石块所受的重力;
由于 浮 , 排 ,当 时,则 浮 排,所以可以验证阿基米德原理。
图 中溢杯内未盛满水,则测得排开水的重力会偏小,会影响验证结果。 B.图 中小桶内有少量水,石块排开水后,小桶重力的两次示数之差仍为排开水的重力,不影响实验结果。
C.图 中石块未浸没水中,此时浮力小,排开的水的体积也小,不影响实验结果。 故选A;
溢水杯中的水应该满的,圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中的过程,溢水杯中水的深度不变,由 可知,水对溢水杯底的压强保持不变。
故答案为: 弹簧测力计;重力; ; ; 保持不变。 测力的仪器是弹簧测力计;
浮力大小是根据称重法得出的; 浮 ;排开液体的重力 排 总 水。 根据石块收到的浮力和排开的水的重力分析。
根据 分 析圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中,水对溢水杯底的压强。 阿基米德反映了浸在液体中的物体受到的浮力与物体排开液体的重力的关系,只有掌握阿基米德的内容,才能正确掌握实验目的。
10.【答案】 ABC 200
【解析】解:
分析图A与E,由称重法可得,A浸没在盐水中受到的浮力: 浮 ;
探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系,要控制排开液体的密度相同,只改变物体排开液体体积,根据称重法测量出浮力大小,故选用的操作是ABC; 由图A与C可知,A浸没在水中受到的浮力: 浮 ;
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由 浮 液 排可知,物体A的体积: 排
浮 水
;
图C和图E中排开液体的体积相同,则由阿基米德原理可得,盐水的密度: 盐水
浮 排
;
故答案为: ; ; ; 。
分析图A与E,由称重法求出A浸没在盐水中受到的浮力;
探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系,要控制排开液体的密度相同,根据称重法测量出浮力大小,据此分析;
根据图A与C可知,由称重法求出A在水中受到的浮力; 由阿基米德原理 浮 液 排可知得出物体A的体积; 根据阿基米德原理求出盐水的密度。
本题探究影响浮力大小的因素,考查称重法测浮力、阿基米德原理及密度的求法。
水 11.【答案】越大 ACD 12 8
【解析】解:
分析实验A、B、C可知猜想1是正确的,根据称重法测浮力,C中受到的浮力大,而C中排开液体的体积有关,故得出在实验中,可以得到在同种液体中物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大;
研究浮力与液体的密度的关系,要控制排开液体的体积相同,故比较实验ACD可知,浮力大小还与液体的密度有关。
根据圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象,分析图 时,测力计示数为12N,即重力是12N; 象可知,当圆柱体下降高度 CD段测力计示数不变,即受到的浮力不变,表示物体浸没在液体中,由称重法,圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是:
浮 ;由阿基米德原理 浮 液 排, 圆柱体的体积是:
浮 水
;
圆柱体的密度是:
;
红红还进行了E图的实验,浸没液体中时,受到的浮力是:
浮 ;因排开液体的体积相等,由阿基米德原理,
水
液 ,
则液体的密度为:
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液 水。
液 水。 A、C、D; ; 8N; ; ; 越大;故答案为:
根据称重法测浮力,C中受到的浮力大,而C中排开液体的体积有关,据此得出结论;
分析图象可知,当圆柱体下降高度 时,测力计示数即为重力;
段测力计示数不变,即受到的浮力不变,表示物体浸没在液体中,由称重法求出圆柱体浸没在水中时;由阿基米德原理求出圆柱体的体积;根据 求出圆柱体的密度;
由称重法求出浸没液体中时受到的浮力;因排开液体的体积相等,由阿基米德原理列方程求出液体的密度。
本题探究影响浮力大小因素,考查称重法测浮力、数据分析、阿基米德原理及密度的求解。
水
12.【答案】2 2 2 3 深 排开的液体受到的重力 液
由图知,【解析】解:弹簧测力计的分度值为 ,甲图中弹簧测力计的示数为2N,即桶A重为2N,乙图中弹簧测力计的示数为 ,即桶B重为 ,
如图丙,小桶A处于漂浮状态,由物体漂浮的条件可知,小桶A受到的浮力与小桶的重力相同,即 浮 ;
由图丁可知,小桶B和排开的水的总重力为 总 , 所以,小桶A排开的水重: 排 总 桶 ;
由表格数据可知,桶A与沙子的总重量从 增加到 ,增加量 沙 ;
桶A与水的总重量从4N增加到 ,增加量 水 ;即 沙 水, 而第3次实验中桶A与沙子的总重量从 增加到 ,增加量 沙 ;
桶A与水的总重量从 增加到 ,增加量 水 ;即 沙 水,故错误的是第3次,
随着加入沙子越多,桶A与沙子的总重力增大,因为漂浮,所以浮力增大,由 浮 水 排可知,排开水的体积增大,则桶A浸入水中就越深,
比较木块排开水的重力和木块受到的浮力大小可知:漂浮在液面上的物体,其所受浮力等于它排开液体的重力。
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由图丙可知,空桶A受到的浮力为2N,该物体排开的液体受到的重力 排 总 桶 ;
分析以上探究过程可以得到的结论是:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于该物体排开的液体受到的重力、
装有适量沙子的桶A始终处于漂浮状态,所受浮力等于本身的重力,则 浮水 浮液 ,
根据 浮 液 排得: 由于 排水 , 排液 ,
水 液 , 所以 液
水
。
水
; ; ; ; ; 排开的液体受到的重力; 液 故答案为:深;
。
弹簧测力计的分度值为 ,根据指针位置读出弹簧测力计的示数,可得物体重力大小;
根据物体漂浮的条件可求木块A受的浮力; 比较木块受的浮力与木块排开水的重力可知:
根据每次增加的沙子的重力与增加的水的重力比较即可得出结论;由 浮 水 排分析 排,然后分析桶A浸入水中的深度变化;
浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开液体的重力。
装有适量沙子的桶A始终处于漂浮状态,即浮力大小等于重力大小,浮力不变。根据 浮 液 排即可求出该液体的密度。
本题来源于课本,重点是阿基米德原理的探究过程,应熟练掌握,知道漂浮时同样适用于物体的漂浮状态。
13.【答案】液体的密度 1
【解析】解: 比较甲、乙、丙图,乙、丙中排开液体的体积相同,液体密度不同,弹簧测力计示数不同即浮力不同,分析可得:物体所受浮力大小与液体的密度有关;
弹簧测力计的分度值为 ,物体的重力为 ;
物块浸没在水中所受的浮力为: 浮 水 ;
物体放入烧杯前,水的体积相同,放入物体后,两液面仍然相平,根据 知甲杯中水对烧杯底部压强等于乙杯中水对烧杯底部压强;同时说明排开液体的体积相同,根据 浮 液 排知,液体密度相同,排开液体的体积相同,所以浮力相同; 因为A沉底,浮力小于重力即 浮 , 水;
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B漂浮,浮力等于重力即 浮 , 水, 所以 , ; 因为烧杯在水平面上,
所以对水平面的压力等于烧杯、水、物体的总重力, 烧杯 水 物 因为 烧杯、 水都相同, , 所以 。
故答案为: 液体的密度; ; ; ; 。
采用控制变量法做出分析,得出相应的结论; 分析乙丙两图找出相同量和不同量,
此题采用称重法求物体在水中受的浮力;
根据物体放入前后液面的高度判断出排开水体积的关系,根据阿基米德原理判断出浮力大小;
根据浮沉情况判断出两个物体密度的关系和重力的关系,从而判断出对桌面压力的大小。 本题考查了用阿基米德原理重力浮力和物体密度的方法以及根据浮沉情况和阿基米德原理分析判断两物体所示浮力、压强、重力的大小关系,是一道综合题,有一定的难度。
14.【答案】 小 石块浸入水中的体积 或排开液体的体积 丁
【解析】解:
由题意可得,石块受到的浮力: 浮 ;
石块受到的浮力: 浮 ,石块的重力G不变,测力计示数F越来越大,则石块受到的浮力越来越小,说明浮力的大小与排开液体的体积有关;
由图乙和丁可知,物体都浸没在液体中,所以排开液体的体积相同,液体的密度不同,所以可以探究浮力与液体密度的关系。 浮 液 排得: 排 根据基米德原理:
浮 水
,
浮
石 排, ,石块浸没在水中,石块密度 。 【拓展】
石
浮
水 水
图2中甲图,金属块B和小烧杯看为一个整体,因处于静止状态,故受到的重力与受到
----- , 的浮力为一对平衡力,根据阿基米德原理有: 杯 水 排 水
图2中间乙图:金属块B和小烧杯看为一个整体,因处于静止状态,故受到的重力与受到的浮力为一对平衡力,
根据阿基米德原理有: 杯 水 水 ----- ,
图2丙图:以杯为研究对象,因处于静止状态,故受到的重力与受到的浮力为一对平衡力,
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杯 水 排 水 ----
水 由 代入 得: 水 ---- 水 水 由 得: 水 , 故 ,-----
金属块B的密度的表达式: 将 代入 得:
-----
水 水
液
。
故答案为: ; 小;石块浸入水中的体积 或排开液体的体积 ; 丁; ; 。
石块受到的浮力等于重力与测力计示数之差;
浮力与排开液体的体积和液体密度有关,所以应用控制变量法分析图示实验,根据实验现象分析答题。
求出石块的重力和质量,再求出石块的体积,根据密度公式求出石块的密度。 分别对前2图中金属块B和小烧杯进行受力分析,根据受到的重力与受到的浮力为一对平衡力,由阿基米德原理有列出等式;
在第3个图中,以杯子为研究对象,故受到的重力与受到的浮力为一对平衡力, 分别根据列出的3个等于出B的重力和体积的表达式,根据
求B的密度。
本题探究浮力大小与哪些因素有关,考查称重法测浮力、控制变量法的运用、数据分析、阿基米德原理、密度公式的运用及利用浮力测密度的方法,最后一问难度较大。
15.【答案】 排开液体的体积;
丙、丁; ; ;
【解析】【分析】
本题考查了探究影响浮力大小因素实验、求物体的体积与密度问题,要掌握称重法测浮力的方法、应用浮力公式即可解题,应用控制变量法是正确解题的关键。 分析图示实验,根据实验控制的变量与实验现象得出实验结论;
探究浮力与物体浸入液体深度的关系,应控制液体密度与物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,分析图示实验,然后答题;
物体的重力与测力计拉力之差是物体受到的浮力,根据浮力公式求出物体的体积; 根据浮力公式求出盐水的密度。 【解答】
解: 由图甲、乙、丙所示实验可知,物体排开液体的密度相同而排开液体的体积不同,物体受到的浮力不同,由此可知,浮力大小与物体排开液体的体积有关; 探究浮力与物体浸入液体深度的关系,应控制液体密度与物体排开液体的体积相同
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而物体浸没在液体中的深度不同,由图示实验可知,图丙、丁所示实验中物体排开液体的密度、物体排开液体的体积相同而物体浸没在液体中的深度不同,可以选用图丙、丁所示实验探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系;
由图甲、丙所示实验可知,圆柱体浸没在水中时受到的浮力: 浮 ;
由 浮 水 排可知圆柱体的体积: 排 ;
浮盐水 由图甲、戊所示实验可知,圆柱体浸没在盐水中所受浮力: 浮
水
, 由 浮 液 排得: 盐水的密度
。
故答案为: 排开液体的体积; 丙、丁; ; ; 。
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