專項素養(yǎng)綜合全練(四)　力學實驗探究練習課件浙教版科學八年級上冊

專項素養(yǎng)綜合全練(四)力學實驗探究類型一有關浮力的探究1.(學科素養(yǎng)·探究實踐)(2024浙江杭州西湖月考)如圖所示是

小譚自制的用來探究影響浮力大小因素的裝置:將彈簧和標

尺固定在支架上,用細線將一個金屬塊懸掛在彈簧下端,彈簧

靜止時指針正對標尺上的A位置(本裝置使用時,彈簧未超過

彈性限度)。(1)向杯中緩慢注水,從金屬塊底部接觸水面,到金屬塊剛好

浸沒水中的過程中,指針由標尺上的A位置緩慢上移至C位

置,繼續(xù)向杯中注水,指針

(選填“上移”“不動”

或“下移”),說明物體所受浮力的大小跟

有關。(2)將水倒盡,向杯中緩慢注入某種液體(ρ液≠ρ水),從金屬塊底

部接觸液面,到金屬塊剛好浸沒液體中的過程中,指針由標尺

上的A位置緩慢上移至B位置,說明物體所受浮力的大小與

有關。不動排開液體的體積液體的密度(3)小徐同學認為通過以上實驗得出的結論不可靠,下列能成為

她的理由的是

。A.沒有進行多次重復實驗B.沒有換用其他液體進行重復實驗C.沒有進行物體部分浸入水中的實驗AB解析(1)向杯中緩慢注水,從金屬塊底部接觸水面,到金屬

塊剛好浸沒水中的過程中,指針由標尺上的A位置緩慢上移

至C位置,說明金屬塊受到豎直向上的拉力變小,根據(jù)稱重法

F示=G-F浮可得出物體受到的浮力增大;繼續(xù)向杯中注水,因排

開水的體積不變,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排知金屬塊受到的

浮力不變,由稱重法F示=G-F浮知測力計的示數(shù)不變,故指針不

動。(2)金屬塊剛好浸沒在液體中和剛好浸沒在水中時,指針

在標尺上的位置分別在C和B,說明金屬塊剛好浸沒在液體中

和水中受到的拉力不同,由F浮=G-F拉可知受到的浮力大小不同;物體排開液體的體積相同,而液體的密度不同,說明物體

所受浮力的大小跟液體的密度有關。(3)向杯中緩慢注水,從

金屬塊底部接觸水面,到金屬塊剛好浸沒水中的過程中,指針

由標尺上的A位置緩慢上移至C位置,說明金屬塊排開水的體

積不同時,其受到浮力的大小不同,所以不需要進行物體部分

浸入水中時的實驗;為得到普遍性的規(guī)律,應換用不同液體以

及不同的物體進行多次重復實驗,多測幾組數(shù)據(jù)進行分析,從

而得出結論,故A、B正確。2.(新題型·數(shù)字化實驗)(2024浙江杭州月考)某科學小組的同

學利用力傳感器(力傳感器可感知并測出拉力或壓力的大

小)對“浮力大小的影響因素”進行探究。操作如下:(1)如圖所示,將力傳感器固定在鐵架臺上,圓柱體A通過輕質(zhì)

細線與力傳感器相連。

(2)裝有水的薄壁柱形容器B置于升降臺上(容器足夠高),讓

升降臺逐漸升高,隨著圓柱體A逐漸浸入水中,傳感器的示數(shù)

逐漸變小,當圓柱體A剛好浸沒時,傳感器的示數(shù)減小到8N,

這說明物體所受的浮力大小與

有關。(3)為探究浮力的大小與液體密度的關系,小組同學將容器內(nèi)

的水換成密度為1.2×103kg/m3的液體,再次使升降臺逐漸升

高,直到圓柱體A剛好浸沒,傳感器的示數(shù)一直減小到6N。(4)對比(2)(3)可以得出:物體所受浮力的大小與

有

關。排開液體的體積液體密度(5)分析題中信息可知,當圓柱體A分別浸沒在水中和另一種液體中時,受到的浮力之比為

,圓柱體A的密度為

kg/m3。(g取10N/kg)5∶61.8×103解析(2)由題知,隨著圓柱體A逐漸浸入水中,進入水中的體

積增大,傳感器的示數(shù)逐漸變小,根據(jù)F浮=G-F知,A受到的浮

力增大,說明物體受到的浮力大小與排開液體的體積有關。

(4)對比(2)(3),其他條件不變,物體所受浮力的變化是由液體

密度引起的,可得出的結論是:物體所受浮力的大小與液體的

密度有關。(5)根據(jù)F浮=ρ液gV排得,

=

=

=

=

。圓柱體A完全浸沒水中后受到水的浮力F浮水=G-F拉水,圓柱體A

完全浸沒液體中后受到液體的浮力:F浮液=G-F拉液,由F浮=ρ液gV排可得,圓柱體A的體積:V=V排水=V排液,即

=

,即

=

,代入數(shù)據(jù)解得,G=18N;V=V排水=

=

=1×10-3m3,圓柱體A的質(zhì)量m=

=

=1.8kg,則圓柱體A密度ρ=

=

=1.8×103kg/m3。3.(學科素養(yǎng)·科學思維)(2024浙江舟山定海期末)某同學發(fā)現(xiàn)

將提著的物體浸在水中,會感覺省力一些,物體浸入越多省力

感覺越強烈。于是他取一塊300cm3的金屬塊,把體積劃成三

等份,進行了如圖所示的實驗,并得到了表中的實驗數(shù)據(jù)。

實驗次數(shù)物體排開水的體積V/cm3物體重力G/N測力計示數(shù)F/N浮力F/N排開水的重力G排水/N110065

220064

330063

(1)實驗中溢水杯的作用是

。(2)該同學進行1、2、3這三次實驗,驗證的假設是

。(3)要驗證阿基米德原理,在此實驗基礎上,還要補充的實驗

有

(寫出一個即可)。更能方便測出物體排開水的體積物體所受的浮力與排開水的體積有關,排開水的體積越大,所受浮力越大換用其他液體進行實驗解析(1)將溢水杯中裝滿水,再將物體浸入溢水杯中,從中

排出的水流入量杯中,量杯中水的體積等于物體排開液體的

體積。(2)分析比較圖1、2、3三次實驗,物體浸入水中的體

積越大,彈簧測力計的示數(shù)越小,即物體受到的浮力增大,說

明物體受到浮力的大小與排開的液體的體積有關,排開水的

體積越大,所受浮力越大。(3)為多次測量找規(guī)律、排除偶然

性,要驗證阿基米德原理,在此實驗基礎上,還要換用其他液

體進行實驗。4.(新題型·創(chuàng)新實驗)(2024浙江瑞安月考)小科所在的項目化

學習小組同學制作“浮漂器”,成功地驗證了阿基米德原

理。選取溢水杯、泡沫塊、托盤和粗鐵絲、細鐵絲等材料

制作成“浮漂器”?！案∑鳌钡闹螚U由粗鐵絲制成,下

托盤由細鐵絲制成。①將“浮漂器”置于裝有適量水的溢水杯中,取一小石塊放

在上托盤,在支撐桿上標出水位刻度線。②將小石塊改放在下托盤,往上托盤加砝碼,同時用空燒杯接收溢出的水,直到水位刻度線與水面相平。③取下砝碼,把燒杯中的水全部倒入上托盤。由步驟①②得

出石塊所受浮力F浮=G砝碼。由步驟②③得出燒杯中水的重力

G排=G砝碼。因此,F浮=G排,即石塊所受浮力等于其所排開的水

受到的重力,從而驗證了阿基米德原理。(1)泡沫塊是制作“浮漂器”的關鍵要素之一。為確定泡沫

塊高度,應考慮因素有

。A.溢水杯的質(zhì)量BCB.泡沫塊的體積C.液體的密度(2)步驟①中將“浮漂器”置于溢水杯中,判斷杯中水為“適

量”的依據(jù)是

。(3)分析步驟②③,該組同學得出結論:燒杯中所收集水的重

力等于砝碼的總重力,即G排=G砝碼。推測其觀察到的現(xiàn)象為

。將小石塊放入上托盤時,有少量水溢出(或水位剛好達到溢水口處)水位刻度線與水面相平解析(1)浮漂器能上浮,說明其所受浮力大于自身重力,由F

浮=ρ液gV排可知,浮力大小與物體排開液體的體積與密度有關,

而鐵絲體積可忽略不計,所以實驗中要控制泡沫塊的體積和

液體的密度,B、C正確。(2)為避免對實驗結果產(chǎn)生影響,判斷杯中水為“適量”的依

據(jù)是將小石塊放入上托盤時,有少量水溢出或水位剛好達到

溢水口處。(3)兩重力相等直觀的現(xiàn)象是有相同的作用效果,即水位刻度

線與水面相平。類型二有關大氣壓強的探究5.(新題型·創(chuàng)新實驗)(2024浙江義烏期中)學習了大氣壓的相

關知識后,同學們想估測一下大氣壓的大小。他們準備了如

下器材:A、B、C三個不同規(guī)格的注射器、兩個相同的彈簧

測力計(量程為10N)、刻度尺、一個鐵絲做成的T形鉤、細

線、橡皮帽等。某組同學在實驗中選了B規(guī)格的注射器,發(fā)

現(xiàn)彈簧測力計的量程太小了。于是設計了圖甲所示的實驗裝置,順利完成了測量任務。具體步驟如下:①先讀出注射器的最大刻度為V,用刻度尺量出其全部刻度

的長度為L。②把注射器的活塞推至注射器筒底端,排盡筒內(nèi)的空氣。然

后,用橡皮帽封住注射器的小孔。③慢慢地拉注射器,剛好拉動活塞時,兩個測力計示數(shù)均

為F。

甲

乙請根據(jù)他們的實驗方案回答以下問題:(1)若不考慮其他因素的影響,則本次測量所得的大氣壓值p=

。(用測量步驟中的V、L和F表示)(2)實驗過程中,同學們發(fā)現(xiàn)注射器頂端裝針頭處,空氣無法

排盡，這將使得測量結果比真實值

(選填“偏大”

或“偏小”)。(3)另外一組的同學用一個彈簧測力計也完成了實驗,請你分

析他們選擇的是

,偏小C理由是

。因為大氣壓強是一定的,根據(jù)公式F=pS可知,受力面積越小,活塞受到的大氣壓力也會越小解析(1)由步驟①可知,注射器的最大刻度為V,全部刻度的

長度為L,注射器活塞的橫截面積S=

;由步驟③可知當剛好拉動活塞時,兩個測力計示數(shù)均為F,則由力的平衡條件可知

大氣對活塞的壓力為2F,此時大氣壓的數(shù)值p=

=

=

。(2)注射器頂端裝針頭處的空氣無法排盡,內(nèi)部空氣對活塞的

壓力會和外部大氣壓力抵消一部分,這樣使得彈簧測力計受到的拉力偏小,在面積不變的情況下,測得的大氣壓會偏小。(3)因為大氣壓強是一定的,根據(jù)公式F=pS可知,受力面積越

小,活塞受到的大氣壓力也會越小,所以當用一個彈簧測力計

時,可換用橫截面積小的注射器。6.(學科素養(yǎng)·探究實踐)(2024浙江嘉興桐鄉(xiāng)期末)學完大氣壓

之后,老師布置了用帶掛鉤的塑料吸盤估測大氣壓大小的實

驗。如圖甲所示,是小科同學利用帶掛鉤的塑料吸盤、量程

為10N的彈簧測力計、玻璃板等設計的實驗。

甲

乙(1)他進行了如下實驗操作步驟(順序已打亂):A.記錄彈簧測力計的示數(shù)為F,這就是大氣對吸盤的壓力B.小科將蘸水的塑料掛衣鉤的吸盤放在光滑玻璃板上,用力

擠壓吸盤C.用彈簧測力計鉤著掛鉤緩慢向上拉,直至吸盤剛要離開玻

璃板D.測量吸盤與玻璃板接觸面的直徑d,計算吸盤與玻璃板的

接觸面積S=1.0×1

m2E.根據(jù)p=

,計算出大氣壓的大小p你認為合理的實驗步驟順序應該是

(填字母編

號)。(2)排好序后進行實驗,小科在吸盤剛要離開玻璃板時,彈簧

測力計讀數(shù)如圖乙所示,可計算出大氣壓值為

。(3)他們發(fā)現(xiàn)實驗結果明顯比真實氣壓值小,其中的原因可能

是

(答出一點即可)。BDCAE8.6×104Pa吸盤內(nèi)有空氣,測量吸盤的直徑d有誤差等(合理即可)解析(2)彈簧測力計讀數(shù):最小刻度為0.2N,讀數(shù)為8.6N,吸

盤所受拉力為8.6N,p=

=

=8.6×104Pa。(3)用吸盤法測大氣壓的結果小于真實