專項(xiàng)素養(yǎng)綜合全練(四)　力學(xué)實(shí)驗(yàn)探究練習(xí)課件浙教版科學(xué)八年級(jí)上冊(cè)

專項(xiàng)素養(yǎng)綜合全練(四)力學(xué)實(shí)驗(yàn)探究類型一有關(guān)浮力的探究1.(學(xué)科素養(yǎng)·探究實(shí)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(biāo)

尺固定在支架上,用細(xì)線將一個(gè)金屬塊懸掛在彈簧下端,彈簧

靜止時(shí)指針正對(duì)標(biāo)尺上的A位置(本裝置使用時(shí),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(biāo)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(dòng)”

或“下移”),說明物體所受浮力的大小跟

有關(guān)。(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(biāo)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(guān)。不動(dòng)排開液體的體積液體的密度(3)小徐同學(xué)認(rèn)為通過以上實(shí)驗(yàn)得出的結(jié)論不可靠,下列能成為

她的理由的是

。A.沒有進(jìn)行多次重復(fù)實(shí)驗(yàn)B.沒有換用其他液體進(jìn)行重復(fù)實(shí)驗(yàn)C.沒有進(jìn)行物體部分浸入水中的實(shí)驗(yàn)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(biāo)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(cè)力計(jì)的示數(shù)不變,故指針不

動(dòng)。(2)金屬塊剛好浸沒在液體中和剛好浸沒在水中時(shí),指針

在標(biāo)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(guān)。(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(biāo)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(shí),其受到浮力的大小不同,所以不需要進(jìn)行物體部分

浸入水中時(shí)的實(shí)驗(yàn);為得到普遍性的規(guī)律,應(yīng)換用不同液體以

及不同的物體進(jìn)行多次重復(fù)實(shí)驗(yàn),多測(cè)幾組數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,從

而得出結(jié)論,故A、B正確。2.(新題型·數(shù)字化實(shí)驗(yàn))(2024浙江杭州月考)某科學(xué)小組的同

學(xué)利用力傳感器(力傳感器可感知并測(cè)出拉力或壓力的大

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

細(xì)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(tái)上(容器足夠高),讓

升降臺(tái)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(dāng)圓柱體A剛好浸沒時(shí),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(guān)。(3)為探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系,小組同學(xué)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(tái)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(duì)比(2)(3)可以得出:物體所受浮力的大小與

有

關(guān)。排開液體的體積液體密度(5)分析題中信息可知,當(dāng)圓柱體A分別浸沒在水中和另一種液體中時(shí),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(jìn)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(guān)。

(4)對(duì)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(jié)論是:物體所受浮力的大小與液體的

密度有關(guān)。(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(xué)科素養(yǎng)·科學(xué)思維)(2024浙江舟山定海期末)某同學(xué)發(fā)現(xiàn)

將提著的物體浸在水中,會(huì)感覺省力一些,物體浸入越多省力

感覺越強(qiáng)烈。于是他取一塊300cm3的金屬塊,把體積劃成三

等份,進(jìn)行了如圖所示的實(shí)驗(yàn),并得到了表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)物體排開水的體積V/cm3物體重力G/N測(cè)力計(jì)示數(shù)F/N浮力F/N排開水的重力G排水/N110065

220064

330063

(1)實(shí)驗(yàn)中溢水杯的作用是

。(2)該同學(xué)進(jìn)行1、2、3這三次實(shí)驗(yàn),驗(yàn)證的假設(shè)是

。(3)要驗(yàn)證阿基米德原理,在此實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,還要補(bǔ)充的實(shí)驗(yàn)

有

(寫出一個(gè)即可)。更能方便測(cè)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(guān),排開水的體積越大,所受浮力越大換用其他液體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn),物體浸入水中的體

積越大,彈簧測(cè)力計(jì)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(guān),排開水的

體積越大,所受浮力越大。(3)為多次測(cè)量找規(guī)律、排除偶然

性,要驗(yàn)證阿基米德原理,在此實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)上,還要換用其他液

體進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。4.(新題型·創(chuàng)新實(shí)驗(yàn))(2024浙江瑞安月考)小科所在的項(xiàng)目化

學(xué)習(xí)小組同學(xué)制作“浮漂器”,成功地驗(yàn)證了阿基米德原

理。選取溢水杯、泡沫塊、托盤和粗鐵絲、細(xì)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(xì)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(biāo)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(shí)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(yàn)證了阿基米德原理。(1)泡沫塊是制作“浮漂器”的關(guān)鍵要素之一。為確定泡沫

塊高度,應(yīng)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(xué)得出結(jié)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(cè)其觀察到的現(xiàn)象為

。將小石塊放入上托盤時(shí),有少量水溢出(或水位剛好達(dá)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(guān),

而鐵絲體積可忽略不計(jì),所以實(shí)驗(yàn)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(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)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(shí),有少量水溢出或水位剛好達(dá)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(guān)大氣壓強(qiáng)的探究5.(新題型·創(chuàng)新實(shí)驗(yàn))(2024浙江義烏期中)學(xué)習(xí)了大氣壓的相

關(guān)知識(shí)后,同學(xué)們想估測(cè)一下大氣壓的大小。他們準(zhǔn)備了如

下器材:A、B、C三個(gè)不同規(guī)格的注射器、兩個(gè)相同的彈簧

測(cè)力計(jì)(量程為10N)、刻度尺、一個(gè)鐵絲做成的T形鉤、細(xì)

線、橡皮帽等。某組同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中選了B規(guī)格的注射器,發(fā)

現(xiàn)彈簧測(cè)力計(jì)的量程太小了。于是設(shè)計(jì)了圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置,順利完成了測(cè)量任務(wù)。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(dòng)活塞時(shí),兩個(gè)測(cè)力計(jì)示數(shù)均

為F。

甲

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

。(用測(cè)量步驟中的V、L和F表示)(2)實(shí)驗(yàn)過程中,同學(xué)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(cè)量結(jié)果比真實(shí)值

(選填“偏大”

或“偏小”)。(3)另外一組的同學(xué)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)也完成了實(shí)驗(yàn),請(qǐng)你分

析他們選擇的是

,偏小C理由是

。因?yàn)榇髿鈮簭?qiáng)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(huì)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(dāng)剛好拉動(dòng)活塞時(shí),兩個(gè)測(cè)力計(jì)示數(shù)均為F,則由力的平衡條件可知

大氣對(duì)活塞的壓力為2F,此時(shí)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(duì)活塞的

壓力會(huì)和外部大氣壓力抵消一部分,這樣使得彈簧測(cè)力計(jì)受到的拉力偏小,在面積不變的情況下,測(cè)得的大氣壓會(huì)偏小。(3)因?yàn)榇髿鈮簭?qiáng)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(huì)越小,所以當(dāng)用一個(gè)彈簧測(cè)力計(jì)

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

之后,老師布置了用帶掛鉤的塑料吸盤估測(cè)大氣壓大小的實(shí)

驗(yàn)。如圖甲所示,是小科同學(xué)利用帶掛鉤的塑料吸盤、量程

為10N的彈簧測(cè)力計(jì)、玻璃板等設(shè)計(jì)的實(shí)驗(yàn)。

甲

乙(1)他進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)操作步驟(順序已打亂):A.記錄彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F,這就是大氣對(duì)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(cè)力計(jì)鉤著掛鉤緩慢向上拉,直至吸盤剛要離開玻

璃板D.測(cè)量吸盤與玻璃板接觸面的直徑d,計(jì)算吸盤與玻璃板的

接觸面積S=1.0×1

m2E.根據(jù)p=

,計(jì)算出大氣壓的大小p你認(rèn)為合理的實(shí)驗(yàn)步驟順序應(yīng)該是

(填字母編

號(hào))。(2)排好序后進(jìn)行實(shí)驗(yàn),小科在吸盤剛要離開玻璃板時(shí),彈簧

測(cè)力計(jì)讀數(shù)如圖乙所示,可計(jì)算出大氣壓值為

。(3)他們發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)果明顯比真實(shí)氣壓值小,其中的原因可能

是

(答出一點(diǎn)即可)。BDCAE8.6×104Pa吸盤內(nèi)有空氣,測(cè)量吸盤的直徑d有誤差等(合理即可)解析(2)彈簧測(cè)力計(jì)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(cè)大氣壓的結(jié)果小于真實(shí)