專題3　浮力的探究與測量（原卷版）

第1章水和水的溶液專題3浮力的探究與測量類型一探究浮力大小的影響因素 2類型二阿基米德原理的探究和應(yīng)用 6【方法歸納】1.探究浮力大小的測量方法：稱重法。探究浮力大小的影響因素的實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法(每組實(shí)驗(yàn)中，只能改變一個(gè)變量)。驗(yàn)證阿基米德原理實(shí)驗(yàn)的基本方法：分別測出物體所受的浮力和排開液體所受的重力，再進(jìn)行比較，從而得出結(jié)論。2.驗(yàn)證阿基米德原理實(shí)驗(yàn)提出問題：浸在液體中的物體受到液體向上的浮力，那么浮力的大小等于什么?猜想假設(shè)：物體所受浮力的大小跟物體排開液體的重力有關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置及操作過程：實(shí)驗(yàn)步驟：①在燒杯出水口內(nèi)、外兩側(cè)涂上“黃油”，然后按圖甲所示將燒杯放置好，并向燒杯中裝水直到溢出的水能從出水口全部流入下面的小桶中為止，這樣燒杯被改裝成了簡易溢水杯；②倒掉小桶中的水，在空氣中用彈簧測力計(jì)分別測出石塊的重力G石和小桶的重力G桶，如圖乙所示，記錄在表格中，并把小桶放回原處；③照圖丙所示，用彈簧測力計(jì)吊著石塊慢慢浸沒在溢水杯的水中后，讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù)F，并記錄在表格中；④等石塊排出的水全部流入小桶中后，用彈簧測力計(jì)測出小桶和排出的水的總重G桶+水，并記錄在表格中；⑤根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，求出F浮、G排然后比較F浮、G排的大小，得出結(jié)論。探究結(jié)論：浸在液體中的物體所受浮力的大小等于它排開的液體所受的重力，即F浮=G排?！境？碱}型】類型一探究浮力大小的影響因素1．【中考?廣州】兩個(gè)相同的燒杯中分別裝滿了兩種不同的液體，把甲、乙兩球分別輕輕放入兩杯液體中，最后處于如圖所示的狀態(tài)。甲、乙排開液體的重力相等，甲、乙所受浮力相比()A．甲所受浮力更大B．乙所受浮力更大C．甲、乙所受浮力一樣大D．不知道液體密度無法比較浮力大小2．小明用彈簧測力計(jì)、長方體、兩個(gè)分別裝有一定量水和鹽水的相同的燒杯，對浸在液體中的物體所受的浮力進(jìn)行了探究，其裝置和彈簧測力計(jì)示數(shù)如圖所示。(1)分析圖甲、乙、丙，說明浮力的大小與____________有關(guān)。(2)為了探究浮力大小與物體浸沒在液體中的深度有無關(guān)系，可選用圖____________的裝置來進(jìn)行操作。(3)長方體浸沒在水中時(shí)受到的浮力是____N，長方體的體積是____m3。(g取10N/kg)(4)由圖示數(shù)據(jù)可得鹽水的密度是____________kg/m3。3．【中考·赤峰】如圖所示，是探究同一物體所受浮力大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)過程。(1)________兩次實(shí)驗(yàn)證明物體所受浮力隨物體排開液體體積的變化而變化(填實(shí)驗(yàn)序號)。(2)進(jìn)行乙、丙兩次實(shí)驗(yàn)是為了探究物體所受浮力大小與____________關(guān)系。(3)由丙、丁兩次實(shí)驗(yàn)可知，浸沒在同種液體中的物體，所受浮力大小與__________________無關(guān)。4．【中考?重慶A】喜歡書法的小明同學(xué)用操作方便、精確度高的電子秤和一塊壓紙石塊，探究“影響浮力大小的因素”．(1)他將攪勻的糖水裝入柱形杯中，置于電子秤上，如圖甲所示．(2)用體積不計(jì)的細(xì)繩系好石塊，緩慢浸入糖水直至剛好浸沒，電子秤示數(shù)逐漸增大，則糖水對杯底的壓力______________(填“逐漸增大”“保持不變”或“逐漸減小”)，說明石塊所受浮力大小與________有關(guān)，如圖乙所示位置，石塊所受浮力大小為________N．(g取10N/kg)(3)他將石塊沉入杯底，松開細(xì)繩，如圖丙所示，便開始寫探究報(bào)告．(4)完成探究報(bào)告后，他將石塊從糖水中緩慢提升．細(xì)心的小明發(fā)現(xiàn)石塊離開杯底至露出液面前，電子秤示數(shù)一直減小，這說明石塊在放置一段時(shí)間的糖水中受到的浮力大小與浸沒深度________(填“有關(guān)”或“無關(guān)”)，造成這個(gè)結(jié)果的主要原因可能是_________．5．（杭州校級模擬）在探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，小強(qiáng)做了如圖所示的實(shí)驗(yàn)。(1)由甲、乙兩圖可知，物體在水中受到的浮力是______N；(2)圖乙、丙兩次實(shí)驗(yàn)是為了探究浮力的大小與____________的關(guān)系；(3)從物體剛開始接觸水面至浸沒于水中，它所受浮力大小與浸入水中深度的關(guān)系如圖丁所示，由此得到：結(jié)論一：物體所受浮力大小與排開液體的體積有關(guān)；結(jié)論二：物體未浸沒前，它所受浮力大小可能還與______有關(guān)；結(jié)論三：當(dāng)物體浸沒于水中后，浮力大小與______無關(guān)。(4)為了探究結(jié)論二是否正確，老師為同學(xué)們準(zhǔn)備了以下實(shí)驗(yàn)器材：彈簧測力計(jì)、足夠的水、一個(gè)密度大于水的均勻長方體，長方體表面標(biāo)有等距離的線，如圖戊所示。為了便于彈簧測力計(jì)掛住長方體，在長方體上設(shè)置了a、b、c、d四個(gè)掛扣。請僅用以上器材設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，并寫出實(shí)驗(yàn)步驟和分析論證。實(shí)驗(yàn)步驟：①用彈簧測力計(jì)__________________________，________________________________________讀出并記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)F1；②用彈簧測力計(jì)___________________________，______________________________________讀出并記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)F2。分析論證：①若F1＝F2，說明物體未浸沒前，它所受浮力大小與____________________；②若F1≠F2，說明物體未浸沒前，它所受浮力大小與____________________。6．【中考·淄博】小明利用彈簧測力計(jì)、燒杯、小桶、石塊、細(xì)線等器材探究浮力大小與排開液體的重力的關(guān)系。(1)部分實(shí)驗(yàn)操作步驟如圖所示，遺漏的主要步驟是__________________，若將遺漏的步驟標(biāo)注為D，最合理的實(shí)驗(yàn)步驟順序是________(用實(shí)驗(yàn)步驟對應(yīng)的字母表示)。(2)小明進(jìn)行實(shí)驗(yàn)并把數(shù)據(jù)記錄在表格中。從表中數(shù)據(jù)可知石塊受到的浮力是____N，排開液體的重力是_____N。小明根據(jù)它們的大小關(guān)系歸納出了實(shí)驗(yàn)結(jié)論并準(zhǔn)備結(jié)束實(shí)驗(yàn)，同組的小麗認(rèn)為實(shí)驗(yàn)還沒有結(jié)束，理由是________，接下來的實(shí)驗(yàn)操作應(yīng)該是__________。實(shí)驗(yàn)步驟ABCD彈簧測力計(jì)示數(shù)/N1.61.80.50.3(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小明還想進(jìn)一步探究浮力大小是否與物體的密度有關(guān)，可取______相同的鐵塊和鋁塊，使其浸沒在同種液體中，比較浮力的大小。7．（中考?臺(tái)州期末）某同學(xué)按如圖1所示的步驟進(jìn)行“探究影響浮力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)，每次彈簧測力計(jì)的示數(shù)如圖所示。（1）由（b）、（c）實(shí)驗(yàn)步驟得到的數(shù)據(jù)可以得出物體所受浮力的大小與物體排開液體的體積_________（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）（2）由（c）、（d）實(shí)驗(yàn)步驟得到的數(shù)據(jù)可以得出浸沒在液體中的物體所受的浮力大小與_________無關(guān)。（3）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以求出該物體浸沒在濃鹽水中時(shí)所受浮力的大小為_________N。（4）用彈簧測力計(jì)懸掛另一實(shí)心物塊，物塊下表面與水面剛好接觸，如圖2中甲所示。從此處勻速下放物塊，直至浸沒于水中并繼續(xù)勻速下放（物塊未與水底接觸）。物塊下放過程中，彈簧測力計(jì)示數(shù)F與物塊下表面浸入水的深度h的關(guān)系如圖乙。g取10N/kg，水的密度是1.0×103kg/m3，酒精的密度是0.8×103kg/m3．求：①物塊的質(zhì)量；②物塊的密度；③物塊完全浸沒在酒精中時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)。8．【中考?宜昌】在探究影響浮力大小因素的實(shí)驗(yàn)中，同學(xué)們提出了下列4種猜想：猜想1：浮力大小與液體密度有關(guān)。猜想2：浮力大小與物體浸入液體中的體積有關(guān)。猜想3：浮力大小與物體的形狀有關(guān)。猜想4：浮力大小與物體所受的重力有關(guān)。(1)如圖甲所示，小明把一個(gè)柱狀固體掛在彈簧測力計(jì)下，使它浸在液體中的體積逐漸增大，觀察到彈簧測力計(jì)的示數(shù)逐漸減小。此實(shí)驗(yàn)說明猜想______是正確的。(2)如圖乙、丙所示，小明將同一石塊分別浸沒在水和鹽水中，此實(shí)驗(yàn)是為了驗(yàn)證猜想________。在實(shí)驗(yàn)中，觀察到石塊浸沒在鹽水中靜止時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)較小，則說明石塊在鹽水中受到的浮力________(填“較大”或“較小”)。(3)為了驗(yàn)證猜想3，小明將同一橡皮泥做成不同形狀，先后放入水中，發(fā)現(xiàn)有的漂浮在水面上，有的下沉，由此得出結(jié)論：浮力的大小與物體的形狀有關(guān)。請指出他的實(shí)驗(yàn)方法的錯(cuò)誤：____________________________________。(4)為了驗(yàn)證猜想4，小明將重力相同而體積不同的鐵塊和鋁塊浸沒在水中，觀察到所受的浮力大小不相等，由此得出結(jié)論：浮力的大小與物體所受的重力無關(guān)。請指出他的實(shí)驗(yàn)方法的錯(cuò)誤：_________________________________________________________。9．水平桌面上放置一柱形容器，將一體積為400cm3的物體A懸掛在彈簧測力計(jì)下，彈簧測力計(jì)示數(shù)為10N，讓物體從液面上方逐漸浸入直到浸沒在液體中(如圖)，彈簧測力計(jì)示數(shù)變?yōu)?.2N。(柱形容器的厚度忽略不計(jì)，容器內(nèi)液體沒有溢出，物體未接觸容器底。g取10N/kg)求：(1)物體浸沒在液體中時(shí)受到的浮力。(2)容器內(nèi)液體的密度。10．【中考?蘇州】小明用裝有沙子的帶蓋塑料瓶探究浮力的影響因素。(1)小明列舉了三個(gè)常識，分別做出了三個(gè)猜想，其中符合常識1的是猜想________(填序號)。常識猜想常識1：木頭漂在水面，鐵釘沉在水底常識2：輪船從長江駛?cè)氪蠛＃頃?huì)上浮一些常識3：人從泳池淺水區(qū)走向深水區(qū)，感覺身體變輕

猜想1：與浸入液體的深度有關(guān)猜想2：與液體的密度有關(guān)猜想3：與物體的密度有關(guān)(2)為了驗(yàn)證上述猜想是否正確，小明依次做了如下實(shí)驗(yàn)：①根據(jù)A、B、C的結(jié)果，可得猜想1是________(填“正確”或“錯(cuò)誤”)的；根據(jù)A、C、D的結(jié)果，可得猜想1是________(填“正確”或“錯(cuò)誤”)的。深入分析上述現(xiàn)象，可得：浮力大小與_________________有關(guān)，與浸入液體的深度________；②接下來根據(jù)A、D和E_______(填“能”或“不能”)對猜想2進(jìn)行驗(yàn)證；③為驗(yàn)證猜想3，小明在老師的指導(dǎo)下，將瓶子中的沙子倒掉一些以減小物體密度。接著他仿照步驟D進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)此時(shí)測力計(jì)示數(shù)小于1.8N，便認(rèn)為該猜想是正確的。小明在該實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)中存在的問題是_______________________________。類型二阿基米德原理的探究和應(yīng)用1．圖中的實(shí)驗(yàn)操作中，可探究“浮力的大小與液體密度有關(guān)”的操作是()A．①②③B．①②④C．①③④D．②③④2．桌面上甲、乙兩個(gè)圓柱形容器中分別裝有水和酒精，實(shí)心木球和實(shí)心鐵球的體積相等，如圖所示。水、酒精、木球和鐵球密度分別為ρ水、ρ酒精、ρ木和ρ鐵。將木球放入水中、鐵球放入酒精中，靜止時(shí)木球和鐵球所受浮力的大小分別為F1和F2。下列判斷中正確的是()A．若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ鐵，則F1＞F2B．若ρ木<ρ酒精<ρ水<ρ鐵，則F1＜F2C．若ρ酒精<ρ木<ρ水<ρ鐵，則F1＝F2D．若ρ酒精<ρ木<ρ水<ρ鐵，則F1＜F23．（杭州二模）用彈簧測力計(jì)懸掛一實(shí)心物體，將物體從水面上方某一高度勻速下降，如圖甲所示。物體下放過程中，彈簧測力計(jì)示數(shù)F與物塊下表面浸入水的深度h的關(guān)系如圖乙。根據(jù)圖中信息，可知()A．物體受到的最大浮力是5NB．物體的體積是500cm3C．物體的密度是2.25×103kg/m3D．物體浸沒后，下表面受到水的壓力保持不變4．【中考?畢節(jié)】如圖所示是探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)。(1)把物體慢慢浸入水中直到全部沒入的過程中，物體受到的浮力逐漸變________(填“大”或“小”)。(2)物體浸沒在裝滿水的溢水杯中后，水會(huì)流入空桶中，各步驟中彈簧測力計(jì)的示數(shù)已在圖中標(biāo)明，通過實(shí)驗(yàn)可得：F?。紾排＝________N。5．【中考·北京】為了驗(yàn)證浸在水中的物體所受浮力大小跟物體排開水的體積有關(guān)，小明選用如圖所示的圓柱體A(ρA＞ρ水)、彈簧測力計(jì)和裝有適量水的燒杯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。(1)以下是他的部分實(shí)驗(yàn)步驟，請你幫他補(bǔ)充完整：①將圓柱體A懸掛在彈簧測力計(jì)下，靜止時(shí)記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F1。②將圓柱體A下部的一格浸入水中，圓柱體不接觸容器，靜止時(shí)記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F2。③___________________________________________，靜止時(shí)記錄彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F3。(2)由F1－F2__________(填“＝”或“≠”)F1－F3，可以驗(yàn)證“浸在水中的物體所受浮力大小跟物體排開水的體積有關(guān)”。6．【中考?鄂州】如圖所示是小新同學(xué)驗(yàn)證阿基米德原理的一個(gè)實(shí)驗(yàn)過程圖．(1)如果是你做這個(gè)實(shí)驗(yàn)，為了減小誤差，則圖中操作步驟的順序?yàn)開________________．(2)圖中________兩個(gè)步驟是為了測量浮力的大?。?3)下面是小新同學(xué)實(shí)驗(yàn)時(shí)設(shè)計(jì)的表格及填寫的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)：①表格中空缺的數(shù)據(jù)應(yīng)為________N.②小新同學(xué)在進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)，發(fā)現(xiàn)第2次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)與其他兩次反映的規(guī)律不相符，為了得到結(jié)論，他將第2次實(shí)驗(yàn)中G1的數(shù)據(jù)改為1.1N，G排的數(shù)據(jù)改為0.5N.請你對他的做法進(jìn)行評估：__________________________________；如果是你，對這種情況采取的做法是_________________________.7．【中考·廈門】小鷺做“驗(yàn)證阿基米德原理”實(shí)驗(yàn)的步驟如圖所示。(1)小鷺處理數(shù)據(jù)時(shí)，發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)步驟有所遺漏。遺漏的步驟為____________。若將遺漏的步驟標(biāo)注為d，則最合理的實(shí)驗(yàn)步驟依次為____________(用實(shí)驗(yàn)步驟對應(yīng)的字母表示)。(2)實(shí)驗(yàn)步驟a、b、c、d中，彈簧測力計(jì)的示數(shù)依次為Fa、Fb、Fc、Fd。若這些示數(shù)之間的關(guān)系滿足(用式子表示)____________，則可證明，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。8．【中考·蘭州】如圖所示，為了驗(yàn)證“阿基米德原理”，某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)：(1)如圖甲，在彈簧的下端掛一個(gè)小桶，小桶的下面吊一個(gè)石塊，記下彈簧伸長后下端到達(dá)的位置O，將此時(shí)彈簧對小桶的拉力記為T1，小桶與石塊的總重記為G，則T1________(填“＞”“＜”或“＝”)G；(2)如圖乙，在溢水杯中盛滿水，當(dāng)石塊浸沒在水中時(shí)，排出的水便流到旁邊的小水杯中，將排出的水的重力記為G排；(3)如圖丙所示，把小水杯中的水全部倒入彈簧下方的小桶中，彈簧的下端又會(huì)到達(dá)原來的位置O，將此時(shí)彈簧對小桶的拉力記為T2，則T2________(填“＞”“＜”或“＝”)T1；(4)通過對圖丙中小桶和石塊的受力分析，請推導(dǎo)石塊受到的浮力F浮與排出水的重力G排之間的關(guān)系______________________(要求寫出推導(dǎo)過程)。9．【益陽中考】小明同學(xué)在沒有彈簧測力計(jì)的情況下，用天平、燒杯、適量的水、細(xì)線等器材，經(jīng)過以下實(shí)驗(yàn)步驟，測出了小石塊在水中受到浮力的大小。A．用天平測出小石塊的質(zhì)量m1；B．在燒杯中倒入適量的水，測出燒杯