北師大版物理八年級(jí)下冊(cè)課課練：專題訓(xùn)練 浮力的相關(guān)實(shí)驗(yàn)（含答案）

1、專題訓(xùn)練 浮力的相關(guān)實(shí)驗(yàn)類型一探究影響浮力大小因素的實(shí)驗(yàn)1.(2021哈爾濱)春輝同學(xué)做“探究浮力大小與液體密度、物體排開液體體積的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。如圖圖所示,A、B為同種材料的金屬塊(體積VA水,均在物體靜止時(shí)對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)進(jìn)行讀數(shù)(其中F1、F2分別為乙、丙兩圖中測(cè)力計(jì)的示數(shù))。(1)如圖圖圖甲所示,金屬塊A所受的重力為N。(2)他將金屬塊A分別浸沒在濃鹽水和清水中,如圖圖圖乙、丙所示,可以初步得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論:相同時(shí),液體的密度越大,物體所受的浮力越。(3)春輝同學(xué)將金屬塊B浸沒在水中(如圖圖圖丁所示),測(cè)得其受到的浮力為1.2 N,春輝分析圖甲、圖丙和圖丁得出了“浮力大小與物體排開液體體積的關(guān)系

2、”;而玉麗同學(xué)思考:對(duì)比圖甲、圖乙和圖丁,同時(shí)結(jié)合(2)的實(shí)驗(yàn)結(jié)論,是否也能分析出“浮力大小與物體排開液體體積的關(guān)系”呢?請(qǐng)針對(duì)玉麗的思考寫出你的分析。類型二阿基米德原理實(shí)驗(yàn)2.(2021貴港)如圖圖所示是某物理興趣小組“驗(yàn)證阿基米德原理”的實(shí)驗(yàn)操作過程示意圖。(1)驗(yàn)證阿基米德原理實(shí)驗(yàn)的合理順序是。(填字母,寫一種即可)(2)金屬塊浸入溢水杯前,溢水杯中水面的高度應(yīng)。(3)金屬塊浸沒在水中時(shí),受到的浮力是N。(4)金屬塊的密度為kg/m3。(g取10 N/kg,水=1.0103 kg/m3)(5)比較(填字母)和(填字母)的操作可得出結(jié)論:浸在液體中的物體所受的浮力大小等于物體排開液體所受重

3、力的大小。類型三利用浮力測(cè)密度實(shí)驗(yàn)3.(2021黑龍江)創(chuàng)新小組自制簡(jiǎn)易“浸沒式密度計(jì)”過程如圖圖下:(已知水的密度為1.0103 kg/m3,g取10 N/kg)(1)將一實(shí)心小球懸掛在彈簧測(cè)力計(jì)下方,彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖圖甲所示,為4 N。(2)將小球浸沒在水中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖圖圖乙所示,為3 N。(3)將小球浸沒在某未知液體中時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)如圖圖圖丙所示,為2.8 N;則經(jīng)計(jì)算即可得出小球的密度為kg/m3,未知液體的密度為kg/m3。4.下面是張超同學(xué)利用量杯和水測(cè)量橡皮泥密度的實(shí)驗(yàn)過程及分析,請(qǐng)完成下列填空。(1)在量杯中裝適量的水,讀出水面對(duì)應(yīng)的刻度值V1。(2)把橡

4、皮泥捏成碗狀,小心放入量杯使之漂浮在水面上,讀出此時(shí)水面對(duì)應(yīng)的刻度值V2,根據(jù)漂浮原理可求出橡皮泥的質(zhì)量m。(3)再把橡皮泥團(tuán)成球放入量杯使之沉入水底,讀出此時(shí)水面對(duì)應(yīng)的刻度值V3。(4)利用密度計(jì)算公式可推導(dǎo)出橡皮泥密度的表達(dá)式:=。(5)是整個(gè)實(shí)驗(yàn)的操作情景,根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可計(jì)算出橡皮泥的密度是kg/m3。5.小華用自制的密度計(jì)測(cè)量鹽水的密度(如圖圖所示)。實(shí)驗(yàn)器材:刻度尺、粗細(xì)均勻的圓柱形細(xì)木棒、小螺絲釘、燒杯、水、待測(cè)鹽水。實(shí)驗(yàn)步驟:在細(xì)木棒下端鉆入小螺絲釘,在細(xì)木棒上刻上刻度,制成自制密度計(jì)。把自制的密度計(jì)放入盛水的燒杯中,靜止后讀出細(xì)木棒浸入水中的長(zhǎng)度L1。把自制的密度計(jì)放入盛鹽水的

5、燒杯中,靜止后讀出細(xì)木棒浸入鹽水中的長(zhǎng)度L2。請(qǐng)回答下列問題:(1)在細(xì)木棒下端鉆入小螺絲釘?shù)哪康氖恰?2)密度計(jì)是利用條件工作的,被測(cè)液體的密度越大,密度計(jì)排開液體的體積(選填“越小”或“越大”)。被測(cè)鹽水的密度表達(dá)式:鹽水=(不計(jì)小螺絲釘?shù)捏w積)。6.小波利用家里的電子秤、玻璃杯、木塊、水、牙簽等器材進(jìn)行了如圖圖所示的操作:小波利用圖中的這些數(shù)據(jù)可計(jì)算出木塊的密度為g/cm3,愛思考的小江卻提出不同看法,他認(rèn)為軟木塊浸入水中后會(huì)吸水(軟木塊吸水后不考慮其體積變化),所以小波測(cè)得的木塊密度應(yīng)該比真實(shí)值(選填“偏大”“偏小”或“無影響”)。答案浮力的相關(guān)計(jì)算1.(1)4(2)物體排開液體的體積

6、大(3)不能,要得出“浮力大小與物體排開液體體積的關(guān)系”,應(yīng)控制液體的密度不變,改變物體排開液體的體積。圖乙和圖丁中液體的密度不同,故不能得出浮力大小與物體排開液體體積的關(guān)系。 (1)圖甲中彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.1 N,故其示數(shù)為4 N,即金屬塊A所受重力為4 N。(2)由圖乙、丙可知,金屬塊A浸沒在濃鹽水和清水中,排開液體的體積相同,受到的浮力分別為F浮乙=G-F1=4 N-2.8 N=1.2 N,F浮丙=G-F2=4 N-3 N=1 N,由此看出,濃鹽水的密度大,金屬塊受到的浮力大,故可以得出結(jié)論:排開液體體積相同時(shí),液體密度越大,物體所受浮力越大。2.(1)FABG(FADH或FACE

7、)(2)與溢水口相平(3)1(4)2.6103(5)ABFG(或ADFH,或FEAC) (1)為了減小誤差,在小桶接水前,應(yīng)先測(cè)出其重力。(2)為減少實(shí)驗(yàn)誤差,要求在浸入被測(cè)物塊前,要使溢水杯中的水面恰好與溢水口相平,即在溢水杯中倒入水時(shí),水面先超出溢水口并溢出水,等到水不再溢出時(shí)再做實(shí)驗(yàn)(即溢水杯中的水面恰好與溢水口相平)。(3)根據(jù)稱重法F浮=G-F示得,金屬塊浸沒在水中時(shí)受到的浮力:F浮=FA-FD=2.6 N-1.6 N=1 N。(4)由阿基米德原理可得,金屬塊浸沒時(shí)排開水的體積:V排=F浮水g,因?yàn)榻饘賶K浸沒在水中,所以金屬塊的體積:V=V排=F浮水g,金屬塊的質(zhì)量:m=Gg,由密度

8、公式可得,金屬塊的密度:=mV=GgF浮水g=GF浮水=2.6N1N1.0103 kg/m3=2.6103 kg/m3。(5)由實(shí)驗(yàn)過程可知,物體浸沒在液體中受到的浮力:F浮=FA-FC,物體排開液體的重力:G排=FE-FF,如圖圖果滿足:FA-FC=FE-FF,即比較AC和EF的操作,可以證明: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。同理比較AD和HF的操作,或比較AB和GF的操作,也可以。3.(3)4.01031.2103 小球的重力:G球=4 N,小球浸沒在水中時(shí),測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F示=3 N,則小球浸沒在水中時(shí)受到的浮力:F浮=G球-F示=4 N-3 N=1 N,

9、小球的體積:V球=V排水=F浮水水g=1N1.0103 kg/m310N/kg=110-4 m3,小球的密度:球=m球V球=G球V球g=14N10-4 m310N/kg=4103 kg/m3。小球浸沒在未知液體中時(shí),測(cè)力計(jì)示數(shù)為F示=2.8 N,小球浸沒在未知液體中時(shí)受到的浮力:F浮=G球-F示=4 N-2.8 N=1.2 N,小球浸沒在未知液體中時(shí)排開液體的體積:V排液=V球=10-4 m3,未知液體的密度:球=F浮gV排液=1.2N10N/kg110-4 m3=1.2103 kg/m3。4.(4)(V2-V1)水V3-V1(5)1.75103 橡皮泥漂浮在水面上時(shí),受到的重力等于排開水的重

10、力,所以橡皮泥的質(zhì)量等于排開水的質(zhì)量,則m=m排=(V2-V1)水,橡皮泥的體積等于浸沒時(shí)排開水的體積,V=V3-V1,所以橡皮泥的密度表達(dá)式:=mV=(V2-V1)水V3-V1。量杯每一個(gè)大格代表10 mL,每一個(gè)小格代表2 mL,橡皮泥浸入之前水面對(duì)應(yīng)的示數(shù)為V1=50 mL。橡皮泥漂浮時(shí)水面對(duì)應(yīng)的示數(shù)為V2=64 mL,橡皮泥排開水的體積為V=V2-V1=64 mL-50 mL=14 mL=14 cm3。橡皮泥團(tuán)成球浸沒在水中,水面對(duì)應(yīng)的示數(shù)為V3=58 mL,則橡皮泥的體積為V3-V1=58 mL-50 mL=8 mL=8 cm3。代入數(shù)據(jù)可得=(V2-V1)水V3-V1=14cm31.0g/cm38cm3=1.75 g/cm3=1.75103 kg/m3。5.(1)使細(xì)木棒豎直漂浮(2)漂浮越小水L1L26.0.6偏大 將燒杯、水、木塊視為一個(gè)整體,木塊的質(zhì)量:m木=m乙-m甲=130 g-100 g=30 g;木塊全部浸入水中時(shí),排開水的質(zhì)量:m排=m丙-m甲=150 g-100 g=50 g;木塊排開水的體積為V排=m排水=