人教版八年級(jí)下學(xué)期物理 實(shí)驗(yàn)6 探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)

1、人教版八下物理 實(shí)驗(yàn)6 探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)如圖所示是物理興趣小組用金屬塊研究浮力的實(shí)驗(yàn)。(1) 金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)，受到的浮力是 N。(2) 比較 （填字母代號(hào)）三圖可得出結(jié)論：金屬塊受到的浮力大小與其排開(kāi)液體的體積有關(guān)。(3) 比較 （填字母代號(hào)）三圖可得出結(jié)論：金屬塊受到的浮力大小與其浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān)。(4) 金屬塊的密度為 kg/m3。(5) 在實(shí)驗(yàn)中，排除測(cè)量誤差因素的影響，興趣小組發(fā)現(xiàn)金屬塊排開(kāi)水的重力明顯小于所受的浮力，請(qǐng)指出實(shí)驗(yàn)操作中可能造成這種結(jié)果的原因： 。(6) 糾正了錯(cuò)誤，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，興趣小組得出結(jié)論：物體所受浮力的大小等于它排開(kāi)液體所受的重力。有同學(xué)對(duì)此結(jié)

2、論提出質(zhì)疑，他認(rèn)為僅采用浸沒(méi)的金屬塊做實(shí)驗(yàn)不具備普遍性，使用漂浮的蠟塊做實(shí)驗(yàn)未必遵循以上結(jié)論。針對(duì)這個(gè)質(zhì)疑，實(shí)驗(yàn)室提供了如下器材：彈簧測(cè)力計(jì)、蠟塊、細(xì)線、量筒、燒杯、小木塊、小桶、輕質(zhì)塑料袋（質(zhì)量可忽略）、適量的水。請(qǐng)你根據(jù)需要選擇器材并設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，研究使用漂浮的蠟塊做實(shí)驗(yàn)是否遵循興趣小組所得出的結(jié)論。實(shí)驗(yàn)器材： 。實(shí)驗(yàn)步驟： 。分析與論證： 。木塊在水中漂浮，鐵塊在水中下沉。浮力的大小是否跟物體的密度有關(guān)呢？興趣小組的同學(xué)用溢水杯、質(zhì)量不計(jì)的薄壁玻璃瓶、若干完全相同的透明塑料杯、水、濃鹽水、蜂蜜、食鹽、細(xì)沙等器材進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)：第一步：往玻璃瓶里裝滿水并擰緊蓋子；第二步：把玻璃瓶放入裝水的溢水

3、杯中，用塑料杯接住溢出來(lái)的水（如圖）；第三步：將玻璃瓶里的物質(zhì)分別換成濃鹽水、蜂蜜、食鹽、細(xì)沙并裝滿，重復(fù)以上實(shí)驗(yàn)；第四步：比較每次溢出來(lái)水的體積。請(qǐng)回答下列問(wèn)題：(1) 溢水杯里水的多少應(yīng)該以 為準(zhǔn)。(2) 若每次溢出來(lái)水的體積 ，則初步說(shuō)明物體所受的浮力與物體的密度無(wú)關(guān)，否則與物體的密度有關(guān)。(3) 本實(shí)驗(yàn)是通過(guò)比較每次溢出來(lái)水的體積來(lái)比較浮力，這里運(yùn)用了 的思想方法，其依據(jù)是 。小明同學(xué)在探究浮力的實(shí)驗(yàn)中：(1) 如圖甲，把半徑為 3cm 、密度均勻的實(shí)心小球 A 用細(xì)線掛在彈簧測(cè)力計(jì)上，測(cè)得其重力為 N，他用手豎直向上輕輕托起小球，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)將變 。(2) 他又將小球 A 緩慢放入

4、盛有適量水的燒杯中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)逐漸變小，說(shuō)明小球受浮力作用且浮力的方向豎直向 ；當(dāng)小球頂部距水面 7cm 時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為 1.9N，如圖乙所示，小球受到的浮力大小是 N。(3) 為進(jìn)一步研究浮力產(chǎn)生的原因，小明自制了薄壁實(shí)驗(yàn)箱，左右分別是柱形箱 B 和 C，B 箱下部有一圓孔與 C 箱相通，他將上、下表面是橡皮膜的透明空心立方體 M 放在圓孔上緊密接觸，并向 B 箱中加入適量的水使 M 浸沒(méi)且沉在箱底，如圖丙?，F(xiàn)往 C 箱加水至與 M 下表面相平時(shí)，M 下表面橡皮膜 （填“受到”或“不受”）水的壓力作用；繼續(xù)向 C 箱中加水至 M 上下表面橡皮膜形變程度相同時(shí)，則 M 上下表面受到

5、水的壓力 （填“相等”或“不相等”）；再向 C 箱中加一定量的水，M 上下表面形變程度如圖丁，則下表面受到水的壓力 （填“大于”“小于”或“等于”）上表面受到水的壓力。這就是浮力產(chǎn)生的真正原因。(4) 同組小斌同學(xué)根據(jù)第（2）小題中小球受到的浮力大小和第（3）小題探究浮力產(chǎn)生的原因巧妙地計(jì)算出圖乙中小球 A 受到水對(duì)它向下的壓力是 N（圓面積公式 S=r2，取 =3）。答案1. 【答案】(1) 1 (2) ABC（或 ABD）(3) ACD (4) 2.7103 (5) 溢水杯沒(méi)有裝滿水(6) 實(shí)驗(yàn)器材：小木塊、彈簧測(cè)力計(jì)、蠟塊、細(xì)線、小桶、水；實(shí)驗(yàn)步驟：用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量出空小桶的重力 G桶；

6、將木塊墊在燒杯下一側(cè)作為溢水杯用，將燒杯內(nèi)裝滿水；將蠟塊用細(xì)線拴好，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量出蠟塊的重力 G蠟；將蠟塊取下輕輕放入燒杯內(nèi)的水中，用小桶接排開(kāi)的水，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量出空小桶和水的總重力 G桶總；分析與論證：根據(jù)漂浮的特點(diǎn)，蠟塊的重力 G蠟 等于其受到的浮力，G桶總G桶 即為排開(kāi)水的重力，比較 G蠟 與 G桶總G桶 的大小，若相等，則得出使用漂浮的蠟塊做實(shí)驗(yàn)遵循以上結(jié)論；否則不遵循以上結(jié)論?！窘馕觥?1) 由圖 A 、 C（或 D）可知，金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力 F浮=GF示=2.7N1.7N=1N。(2) 研究金屬塊受到的浮力大小與其排開(kāi)液體的體積有關(guān)，要控制排開(kāi)液體的密度相同，B

7、、 C（或 D）兩圖中金屬塊浸入的是同種液體，液體的密度是一定的，C（或 D）圖中金屬塊排開(kāi)水的體積比較大；C（或 D）圖中金屬塊受到的浮力為 2.7N1.7N=1N，B 圖中物體受到的浮力為 2.7N2.2N=0.5N；由此得出：在液體的密度一定時(shí)，金屬塊排開(kāi)液體的體積變大時(shí)，金屬塊受到的浮力就會(huì)變大，由此說(shuō)明金屬塊受到的浮力大小與其排開(kāi)液體的體積有關(guān)。(3) 研究金屬塊受到的浮力大小與其浸沒(méi)在液體中的深度的關(guān)系，要控制排開(kāi)液體的密度和體積相同，故比較 ACD 三圖可得出結(jié)論：金屬塊受到的浮力大小與其浸沒(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān)。(4) 金屬塊浸沒(méi)在水中時(shí)受到的浮力 F浮=1N；根據(jù)阿基米德原理，

8、F浮=水gV排=水gV物=1N；故金屬塊的密度 =mV物=GgF浮水g=G水F浮=2.7N1.0103kg/m31N=2.7103kg/m3。(5) 在實(shí)驗(yàn)中，排除測(cè)量誤差因素的影響，興趣小組發(fā)現(xiàn)金屬塊排開(kāi)水的重力明顯小于所受的浮力，可能造成這種結(jié)果的原因是溢水杯沒(méi)有裝滿水，造成溢出水的體積小于排開(kāi)水的體積。2. 【答案】(1) 杯內(nèi)水面與溢水口相平(2) 相等(3) 轉(zhuǎn)換；阿基米德原理【解析】(1) 溢水杯里水的多少應(yīng)該以杯內(nèi)水面與溢水口相平為準(zhǔn)，因?yàn)橹挥羞@樣，溢出水的體積才等于排開(kāi)水的體積。(2) 若每次溢出來(lái)水的體積相等，即排開(kāi)水的體積相等，根據(jù)阿基米德原理，則每次物體受到的浮力相等，說(shuō)

9、明物體所受的浮力大小與物體的密度無(wú)關(guān)，否則與物體的密度有關(guān)。(3) 實(shí)驗(yàn)中并沒(méi)有直接測(cè)量浮力大小，而是通過(guò)排開(kāi)水的體積大小，依據(jù)阿基米德原理間接反映浮力大小，因此這里運(yùn)用了轉(zhuǎn)換法。3. 【答案】(1) 3.0；小(2) 上；1.1 (3) 不受；相等；大于(4) 2.15 【解析】(1) 如題圖所示，彈簧測(cè)力計(jì)分度值為 0.1N，示數(shù)為 3.0N，則實(shí)心小球 A 的重力為 3.0N；他用手豎直向上輕輕托起小球，此時(shí)物體受到豎直向上的拉力和托力及豎直向下的重力的作用，根據(jù)力的平衡條件可知 F=GF托；所以，托力變大時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)變小。(2) 將小球 A 緩慢放入盛有適量水的燒杯中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)逐漸變小，說(shuō)明此時(shí)小球受到的浮力與豎直向上輕輕托起小球的力作用效果相同，所以浮力的方向是豎直向上的；根據(jù)稱重法，小球受到的浮力為 F浮=GF示=3.0N1.9N=1.1N。(3) C 箱加水至與 M 下表面相平時(shí)，由于 M 下表面橡皮膜與 C 箱中的水面相平，根據(jù) p=gh 得受到的壓強(qiáng)為零，則它不受水的壓力作用；由于橡皮膜形變程度表明它的受力情況；當(dāng) M 上、下表面橡皮膜形變程度相同時(shí)，說(shuō)明 M 上、下表面受到水的壓力相等；再向 C 箱中加一定量的水，如圖丁中下表面形變程度明顯大于上表面形變程度，所以下表面受到水的壓力大于上表面受到水的壓力。這就是浮力產(chǎn)生