生本课堂浮力实验专题.docx
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生本课堂浮力实验专题
浮力实验探究专题
【知识链接】
浮力大小的计算:
(1)压力差法:
(2)称重法:
(3)阿基米德原理法:
【典型例题】
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
9
h/cm
0
2
5
10
12
12
12
10/3
7.5
F/N
9.0
3.0
5
F浮力
例1:
如图甲,小明同学为了探究物体在水中不同深度所受浮力的变化情况,将一高H=10cm的长方体挂在弹簧测力计下,在长方体接触容器底之前,分别记下长方体下表面到水面距离h和弹簧测力计相应的示数F,实验数据如下表,(ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)
(1)由表中第次实验数据,可知该物体重G为N,质量m为kg。
(2)该物体浸没在水中的浮力F浮力为____N。
分析表中第、次实验数据,可以得出该物体的密度ρ物=kg/m3,物体体积V物=m3,物体底面积S底=m2。
(3)第2次实验中,当长方体下表面到水面距离h为2cm时,浮力F浮力2=N,弹簧测力计相应的示数F2=N。
(4)第3次实验中,当长方体下表面到水面距离h为5cm时,浮力F浮力3=N,弹簧测力计相应的示数F3=N。
(5)第5次实验中,当长方体下表面到水面距离h为12cm时,浮力F浮力5=N,弹簧测力计相应的示数F5=N。
(6)分析第1次到第5次实验数据,图乙中能正确反映浮力F浮和物体下表面到水面距离h关系的图象为,说明物体浸没于液体之前,浸没后浮力大小。
(7)分析第1次到第5次实验数据,绘出弹簧测力计示数F与物体下表面到水面距离h的关系的图象。
并写出F与F浮力的关系式。
(8)小华将烧杯中水换成酒精(ρ酒精=0.8×103kg/m3)进行第6次实验,此时弹簧测力计相应的示数F6=N,说明。
(9)小星将该物体浸没在另一种液体中进行第7次实验,测出弹簧测力计的示数为5N,则该液体的密度ρ=kg/m3。
(10)小君将该物体浸没在密度ρ为2×103kg/m3中进行了第8、9次实验,物体下表面到液面距离h如表格中显示,当h为10/3cm时,弹簧测力的示数F8=N;当h为7.5cm时,浮力F浮力9=N,弹簧测力计示数F8=N,说明物体此时处于状态。
【拓展训练】
1、在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,班级的“物理小博士”为同学做了如下图所示的一系列实验。
请你从中选出一些图,针对某一个因素探究,并通过分析弹簧测力计的示数,说明你的探究结果。
探究的因素是:
。
选用的图是:
(填图中的序号)
探究的结果是:
。
2、如图16所示是“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验装置,请根据图示回答问题:
(1)由图 和 可知浸在液体中的物体所受的浮力大小跟浸在液体中的体积有关.
(2)由图 和 可知物体排开相同体积的液体时,浮力大小跟液体的种类有关.
(3)当物体完全浸没在水中时,物体上下表面所受压力的差为 N.
3、小明为了探究物体在水中不同深度所受浮力的变化情况,如右图所示,将一挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计相应的示数F,实验数据如下表(g=10N/kg)
次数
1
2
3
4
5
6
7
h(cm)
0
2
4
6
8
10
12
F(N)
6.75
6.25
5.75
5.25
4.75
4.25
4.25
(1)分析表中第6列到第7列数据,说明完全浸没的金属圆柱体受到的浮力与它所处的深度 关;(选填“有”或“无”)
(2)下图中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面所处的深度h关系的图象是( )
(3)分析表中实
验数据,可以得出圆柱体的横截面积是 cm2
4、小华同学为了探究物体浸在水中所
受浮力的有关规律。
他将甲物体分别按如图5(a)、(b)、(c)所示浸在水中;接着他将乙物体浸没在水中如图5(d)所示;又将丙物体浸没
在水中如图5(e)所示。
请根据实验现象及相关条件归纳得出结论:
①分析比较图5中(a)、(b)和(c)的实验,可以得出的初步结论是:
(21) ;
②分析比较图5中(d)和(e)的实验,可以得出的初步结论是:
(22) 。
5、某同学在探究“浮力的大小等于什么”时,进行了如图10所示的几个步骤的实验,
请回答下列问题:
(1)小石块重为 N;
(2)排开的水重为 N;
(3)为了使实验结论更为可信,将石块换成钩码等其它物体
再进行几次实验,其主要目的是
(填序号);
A.多次测量求平均值,以减小偶然误差
B.多次测量找规律,排除偶然性
C.探究浮力的大小与哪些因素有关
(4)实验是通过比较物体的重力与 的重力,得出结论。
图10
6、小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了研究,下图表示探究过程及有关数据。
(1)分析图B、C、D,说明浮力大小跟 有关。
(2)分析图 ,说明浮力大小跟液体密度有关。
(3)物体完全浸没在煤油中所受的浮力是 N.
(4)小明还想探究浮力大小与物体形状是否有关,他找来一小团橡皮泥、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:
将橡皮泥团放入盛有适量水的烧杯中,橡皮泥团下沉至杯底。
步骤二:
将橡皮泥团捏成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。
(a)小明通过分析得出结论:
由于第一次橡皮泥团受到的浮力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)第二次呈“碗状”时受到的浮力,所以物体受到的浮力与其形状有关。
(b)同组的小红不同意小明得出的结论,她指出小明的实验有一处错误,所以才会得出错误的结论,错误的原因是:
他只关注了橡皮泥形状的改变,没有控制物体都要 。
7、在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:
A:
可能与物体浸没在液体中的深度有关;
B:
可能与物体的密度有关;
C:
可能与物体的
体积有关;
D:
可能与物体浸在中液体的体积有关;
E:
可能与液体的密度有关。
为了验证上述猜想,小明利用下列器材做了如图14所示的实验。
器材:
体积相等的铁块、铜块,弹簧测力计,一杯水,一杯盐水,细绳。
(1)分析比较实验③④,可以验证猜想 是正确的;分析比较实验④⑤,可以验证猜想 是错误的(选填“A、B、C、D、E”)。
(2)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想 是错误的(选填“
A、B、C、D、E”)。
(3)分析比较实验 可得:
浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关。
(4)该实验探究主要运用的科学探究方法是:
。
图14
8、如图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验的若干操作,根据此图回答下列问题:
(1)若选用的操作是③④,可探究浮力的大小与__________________的关系。
(2)若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,应选用的操作是_____________(填序号)。
(3)由操作可知,物体浸没在水中时所受的浮力大小为_____________N。
(4)由操作可知,物体的体积大小为_____________cm3。
9、小明帮爷爷浇菜园。
他从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多,提桶的力就越大。
由此他猜想:
浮力大小可能与物体排开液体的体积有关。
于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如下图所示的探究。
(1)分析上图中弹簧测力计示数的变化可知,物体排开液体的体积越大,所受的浮力 。
(2)实验结束后,小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线,如右图所示。
(ρ水=1.0×103kg/m3,取g=10N/kg)
分析图象可知:
①曲线 (选填“a”或“b”)描述的是金属圆柱
体所受浮力的变化情况。
②该金属圆柱体所受的重力为 N,金属圆柱体的密度为 kg/m3。
(3)爷爷鼓励小明对“浸在液体中的物体所受浮力大小是否与液体的密度有关”这一问题进行探究。
请你帮小明选择合适的器材,并写出实验步骤。
实验器材:
实验步骤:
10、探究“浮力的大小等于什么”时,实验进行了如图11所示的步骤
请回答下列问题:
(1)小石块重为 N;
(2)排开的水重为 N;
(3)为了使实验结论更为可信,将石块换成钩码等其它物体再进行几次实验,其主要目的是 (填序号);
A、多次测量求平均值,以减小偶然误差
B、多次测量找规律,排除偶然性
C、探究浮力的大小与哪些因素有关
(4)实验是通过比较物体的重力与 的重力,得出结论。
11、小刚同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和酒精),对浸在液体中的物
体所受的浮力进行了探究。
如图18,表示探究过程及有关数据。
(1)分析②、③、④,说明浮力大小跟
有关。
(2)分析 ,说明浮力大小跟液体的密度有关。
(3)物体完全浸没在酒精中所受的浮力是 N。
(4)根据图中的实验数据,该金属块的密度是 kg/m3。
12、如图所示是“探究物
体在水中不同深度所受浮力大小的实验”,将一挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中(水足够深),到第六次金属圆柱体完全浸没到水中。
在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F,实验数据如下表:
(9分)
次数
1
2
3
4
5
6
7
8
h(cm)
0
2
4
6
8
10
12
14
F(N)
6.75
6.25
5.75
5.25
4.75
4.25
4.25
4.25
(1)分析表中实验数据,可以得出物体重__________N,
第4次实验时,物体受到的浮力__________N;
(2)分析表中第1列到第5列数据,说明_________________________________;
(3)分析表中第6列到第8列数据,说明__
_______________________________.
(4)图中能够正确反映出弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的是:
( )
13、在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,请你根据下图实验操作,从中选出一些图,针对某一个因素进行探究,并通过分析弹簧测力计的示数,说明你的探究结果。
⑴探究的因素是:
________ 。
(1分)
选用的图是:
________ (填图中的序号) (1分)
探究的结果是:
_________ 。
(2分)
⑵上述所设计的方案,采用的方法是( ) (1分)
A.控制变量法 B.转换法 C.模型法 D.等效法
⑶小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”。
他找来薄铁片、烧杯和水进行实验。
实验步骤如下:
步骤一:
将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;
步骤二:
将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。
①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力_____________第二次铁片受到的浮力(选填“大于”、“等于”或“小于”);(1分)
②小明得出:
物体受到的浮力与其形状有关。
小明得出错误结论的原因是:
他只关注了铁片 的改变,忽视了 对浮力大小的影响。
(2分)
14、小明猜想“浮力大小F与液体的密度ρ和物体排开液体的体积V有关”。
他为了探究F与V的关系,自制了6个塑料块(密度大于水),其体积分别为10cm3、20cm3、30cm3、40cm3、50cm3和60cm3。
将各塑料块分别挂在弹簧测力计上,记下各塑料块在空气中和完全浸没在水中时弹簧测力计的示数。
(1)小明记录的实验数据见下表。
根据表中的数据,在图8的坐标纸上画出F与V的关系图象。
实验次数
1
2
3
4
5
6
物体排开液体的体积V/cm3
10
20
30
40
50
60
弹簧测力计的示数F1/N(塑料块在空气中)
O.14
O.28
0.42
0.56
O.70
O.84
弹簧测力计的示数F2/N(塑料块在水中)
O.04
0.08
O.12
0.16
O.20
O.24
浮力F/N
0.10
0.20
O.30
O.40
O.50
O.60
(2)根据图象,可得出F与V的关系是:
______________________________________________
____________________________________________________________________
(3)通过分析图象,得出当V为75cm3时所对应的浮力F=_________N。
(4)通过提取和处理表中的相关信息,回答下列两个问题:
a.现有量程为0.5N和1N两个弹簧测力计,哪一个测力计符合该实验的要求?
_________。
b.实验中,小明每一次用弹簧测力计测力时,其指针都恰好在刻度线上。
则该弹簧测力计的分度值不超过多少牛顿?
_________。
15、实验中学物理兴趣小组,为了探究物体浸在水中不同深度所受浮力的变化情况,进行了如下的实验:
将一挂在弹簧测力计下的圆柱型金属体(高度为10cm)缓慢浸入水中(水足够深),如图20所示,从圆柱体接触水面至接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计的示数F,实验数据如下表:
1
2
3
4
5
6
7
8
h/cm
0
2
4
6
8
10
12
14
F/N
4.75
4.25
3.75
3.25
2.75
2.25
2.25
2.25
F浮/N
0
0.50
1.00
1.50
(1)请将后4次实验计算出的浮力填入表格;
(2)依据表中数据,在图21的坐标系中画出浮力F浮与深度h关系的图像;
(3)通过对图像的分析,你得到的结论是:
________________________________________________________。
16、图所示是有关浮力的小实验:
(1)在薄塑料袋中装满水并扎紧.用弹簧测力计将它提起后静止.由图(a)可知水袋所受重力的大小_____________N;将水袋慢慢浸入水的过程中(不碰容器壁),弹簧测力计的示数会渐渐变___________,说明水袋受的浮力渐渐变_______________;当水袋全部浸没水中时(不碰容器底),弹簧测力计的示数为_____________N,此时水袋所受浮力的大小为__________N。
(2)结合实验进行推理,说明阿基米德原理的正确性:
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
(3)该实验能否全面说明阿基米德原理?
为什么?
_____________________________________________________________________________
_____________________________________________________________________________
17、小林同学为了探究浮力的大小跟什么因素有关,做了图所示的实验。
(1)从图中A、B、C、D可得出:
浮力的大小与 有关。
(2)图E中物体受到的浮力是 N。
18、小王为了探究物体在水中不同深度所受浮力变化情况,如图1所示将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所处的不同深度危和弹簧测力计相应的示数,,实验数据如下表:
次数
1
2
3
4
5
6
7
H(cm)
0
2
4
6
8
10
12
F(N)
6.75
6.25
5.75
5.25
4.75
4.25
4.25
(1)分析表中实验数据,可以得出物体重――N,第4次实验时,物体受到的浮力是 N;
(2)分析表中第l列到第5列数据,说明 ;
(3)分析表中第6列到第7列数据,说明 ;
(4)图2中能正确反映弹簧测力汁示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图像是( )
图1 A B C D
图2
参考答案
一、实验,探究题
1、略
2、1)ABC 2) ACD 3)3
3、
(1) 无 ;
(2)( B)
(3) 25 .
4、
(1)物体浸在水中,排开水的体积越大,所受的浮力越大。
(2)物体浸没在水中受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的水所受的重力的大小。
5、
(1)1.4
(2)1.4 (3)B (4)排开液体
6、
(1)物体浸入液面下的体积(或物体排开液体的体积)
(2)DE (3)2.4N
(4).a小于 b V排相同(或完全浸没在水中)
7、(每小题2分共10分)
(1)D、A
(2)B
(3)⑥⑦ 或①⑥⑦
(4)控制变量法
8、
(1)液体密度
(2)②③ (3)1 (4)100
9、
(1)越大
(2)①a ②2.7 2.7×103
(3)器材:
金属圆柱体、弹簧测力计、烧杯、水、盐水、细线
步骤:
①用细线拴住金属圆柱体,悬挂在弹簧测力计下。
②将金属圆柱体完全浸没在清水中,读出此时弹簧测力计的示数F1。
③将金属圆柱体完全浸没在盐水中,读出此时弹簧测力计的示数F2。
④比较F1和F2的大小,分析得出物体所受浮力的大小是否与液体密度有关。
10、
(1)1.4
(2)1.4 (3)B (4)排开液体
11、
12、
(1)6.75N ;1.5N
(2)物体浸没前,随着物体没入水中的深度逐渐增大,物体受到的浮力也增大。
(3)物体
完全没入水中后,随着物体没入水中的深度逐渐增大,物体受到的浮力不变。
(4)B
13、
(1)第一种:
浮力的大小与物体浸入液体中的深度的关系 ①②③④
第二种:
浮力的大小与物体排开液体的体积的关系 ①②③或①②④
第三种:
浮力的大小与液体的密度的关系 ①③⑤或①④⑤
(2)A (3)①小于 ②形状 铁片排开水的体积
14、
(1)图如下
(2)在同种液体中,F与V成正比 (3)0.75 (4)a.量程为1N的弹簧测力计 b.0.02N
15、解:
(1)2.00;2.50;2.50;2.50
(2)如答图4所示 (3)在圆柱体未浸没入水中之前,所受的浮力与深度成正比;在圆柱体浸没入水中之后,所受的浮力与深度无关。
16、
(1)4.6 小 大 0 4.6http:
//wuli.80.hk
(2)实验表明:
弹簧测力计的示数减小了4.6N,说明袋中的水受到的浮力大小为4.6N;当水袋完全浸入水中时,它排开的水的体积与袋中水的体积相等,所以它排开的水的重力也是4.6N。
所以说“浸在水中的物体受到的浮力的大小等于物体排开的水受到的重力”,即阿基米德原理是正确的。
(3)不能。
因为阿基米德原理对气体也适用,而此实验不足以说明“浸在气体中的物体受到的浮力等于它排开气体的重力。
”
17、排开液体的体积大小(2分)
(2)1(3分)
18、
(1)6.75 1.5
(2)物体浸入液体中体积越大,所受浮力越大
(3)浮力的大小与深度无关 (4)B
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