實驗10 探究浮力大小與哪些因素有關(guān)（原卷版）

實驗10探究浮力大小與哪些因素有關(guān)一、浮力1.浮力的定義：浸在液體（或氣體）中的物體受到豎直向上的力，這個力叫做浮力。注意：“浸在”包括“部分浸入”和“全部浸入（即浸沒）”兩種情況，也就是說浸沒在液體內(nèi)部和浮在液體表面的物體都受到浮力的作用。2.浮力的方向：豎直向上。無論物體的形狀如何、是否運動，也無論液體（靜止的液體）如何放置，浸在液體中的物體受到的浮力的方向總是豎直向上的。3.浮力的施力物體與施力物體（1）浮力的施力物體：液體（或氣體）。（2）浮力的受力物體：浸在液體（或氣體）中的物體。二、探究浮力大小的影響因素【提出問題】浮力的大小跟哪些因素有關(guān)？【猜想與假設(shè)】（1）游泳池里越往深水區(qū)走，所受的浮力越大，由此猜想：浮力的大小可能與物體浸在液體中的體積或浸沒深度有關(guān)；（2）雞蛋在純水中會下沉，但在濃鹽水中卻能漂浮，由此猜想：浮力大小可能與液體的密度有關(guān)；（3）木頭在水中漂浮，但鐵塊在水中下沉，由此猜想：浮力的大小可能與浸沒在液體中的物體密度有關(guān)。【進行實驗】實驗目的變量控制圖示現(xiàn)象及分析探究結(jié)論探究浮力的大小與物體浸沒深度的關(guān)系同一物體浸在同一液體中，物體浸沒的深度不同乙、丙兩種情況下彈簧測力計的示數(shù)相同，即浮力相同浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)探究浮力的大小與物體浸入液體的體積的關(guān)系液體的密度相同，同一物體浸入液體的體積不同乙、丙兩種情況下彈簧測力計示數(shù)不同，即浮力不同，F(xiàn)1>F2物體受到的浮力與物體浸入液體的體積有關(guān)探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系同一物體浸在液體中的體積相同，液體密度不同乙、丙兩種情況下彈簧測力計的示數(shù)不同，即浮力不同，F(xiàn)2>F1物體受到的浮力于液體的密度有關(guān)探究浮力的大小與物體密度的關(guān)系兩個體積相同、質(zhì)量不同的物體，浸入在同一液體中甲、乙兩種情況下彈簧測力計的示數(shù)差相同，即浮力相同物體所受的浮力與物體的密度無關(guān)【總結(jié)歸納】浮力的大小只跟液體的密度和物體浸入液體的體積有關(guān)（與物體的形狀、材料、浸沒的深度、液體的多少無關(guān)）。在液體密度相同時，浸入液體的體積越大，物體受到的浮力越大；在浸入液體的體積相同時，液體的密度越大，物體受到的浮力越大。（2024?前郭縣校級一模）為了“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”，某興趣小組的同學用同一物塊進行了如圖所示的操作，并記下物塊靜止時彈簧測力計的示數(shù)，如圖所示。（1）小組同學通過比較甲、乙兩次實驗，得到“浮力的大小與物塊浸沒的深度有關(guān)”的結(jié)論，產(chǎn)生錯誤的原因是；（2）通過比較甲、丙兩次實驗，得出浮力的大小與有關(guān)；（3）該組的同學根據(jù)測得的數(shù)據(jù)計算出：物塊的重力為N，密度為kg/m3（已知：g＝10N/kg，ρ鹽水（2024?鄒城市校級三模）在探究“浮力大小與什么因素有關(guān)”的實驗中，所用器材為，材料相同、體積不同的長方體物塊A、B，兩只相同的燒杯，內(nèi)裝等量清水，并利用這些器材進行了如圖所示的四步實驗。（1）為了準確測出物體的重力，把物體懸掛在豎直的彈簧測力計下端的掛鉤上，當測力計和物體都時，讀出測力計的示數(shù)。物體A在水中所受浮力的大小為N；（2）比較以上四次實驗，總結(jié)浮力大小與物體排開液體體積關(guān)系的實驗結(jié)論是；（3）小強同學想繼續(xù)探究浮力大小與液體密度是否有關(guān)，他向乙燒杯中加鹽并不斷攪拌（液體體積不變），通過比較甲、乙兩燒杯中A、B兩物塊所受浮力大小得出結(jié)論。小明認為這樣的方案不可行，因為沒有控制物體排開液體的體積相同，于是在以上方案的基礎(chǔ)上提出了兩種改進：①向上提物塊B，使兩燒杯中液面，比較此時A、B兩物塊所受浮力大小是否相等；②向上提物塊B，使兩物塊所受浮力，比較兩燒杯中液面的高度是否相同。（2024?永修縣校級模擬）小明在廚房幫媽媽煮餃子，發(fā)現(xiàn)餃子剛?cè)脲仌r沉在水底，一段時間后會鼓起來，煮熟后漂浮在水面上。小明猜想，物體受到的浮力大小可能與它排開液體的體積有關(guān)，于是設(shè)計實驗進行探究。如圖，他把適量沙子裝入氣球，并充入少量空氣，制成一個“餃子”進行了如下實驗。實驗中充入“餃子”的空氣質(zhì)量忽略不計。（1）彈簧測力計是物理實驗中常用的測量工具，該實驗前應在方向調(diào)零，如圖甲所示，該測力計的分度值是N，用彈簧測力計測出“餃子”的重力G＝N；（2）如圖乙所示，將“餃子”浸入水中，“餃子”沉底，它受到的浮力F乙與其重力G的大小關(guān)系為F乙G；（填“＞”“＜”或“＝”）（3）用測力計把“餃子”豎直拉離水底，在水中靜止，測力計的示數(shù)如圖丙所示，它受到的浮力F丙＝N；（4）向“餃子”中充入適量空氣，使其體積變大再浸入水中，測力計的示數(shù)如圖丁所示，此時它受到的浮力為F丁，則F丁與F丙的大小關(guān)系為F丁F丙；（填“＞”“＜”或“＝”）（5）向“餃子”中充入更多的空氣，浸入水中，“餃子”排開水的體積更大，最終漂浮在水面上，如圖戊所示。至此，小明驗證了自己的猜想，即物體受到的浮力大小與它排開液體的體積有關(guān)，且排開液體的體積越大，所受浮力越。（2024?順德區(qū)校級二模）為了探究“液體內(nèi)部的規(guī)律”和“浮力的影響因素”小華找來一平底薄壁硬塑料管、燒杯、水、鹽水、天平、刻度尺和細沙，進行下面的實驗。在塑料管內(nèi)裝入適量的細沙，并用天平測出細沙與塑料管的總質(zhì)量，然后把塑料管放在水或鹽水中豎直漂浮，并用刻度尺測出液面到塑料管口的長度，把各項數(shù)據(jù)記錄在下面的表格內(nèi)。（塑料管底面積為2cm2）表（一）（甲）表（二）（乙）次數(shù)123次數(shù)456塑料管與沙質(zhì)量m/g101216塑料管與沙質(zhì)量m/g9.61214.4液面到塑料管口長度h/cm542液面到塑料管口長度h′/cm654（1）分析表一（或表二）中的1、2、3或4、5、6數(shù)據(jù)可知，同種液體的內(nèi)部壓強隨增加而增大，分析表一和表二中的1和5或數(shù)據(jù)可知，液體內(nèi)部壓強大小還與液體的密度有關(guān)；（2）分析表一（或表二）中的1、2、3或4、5、6數(shù)據(jù)可知，浸在液體中物體受到的浮力大小隨著物體增加而增大，分析表一和表二中的2與6數(shù)據(jù)可知，影響浸在液體中的物體受到浮力大小的影響因素是；（3）表一中第3次實驗塑料管底部受到水的壓強是Pa；表二中鹽水的密度是kg/m3。（2024?西藏）在“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，操作步驟如圖所示。（1）操作乙中，物體受到的浮力為N；（2）分析比較操作甲、乙、丙可得出的初步結(jié)論是：當液體的密度相同時，越大，浸在液體中的物體受到的浮力越大；（3）已知水的密度是1.0×103kg/m3，實驗所用物體的密度為kg/m3；（g取10N/kg）（4）根據(jù)圖中給出的信息，你還可以分析得出什么結(jié)論？（寫出一條即可）（2024?山西）小明發(fā)現(xiàn)木頭在水中是漂浮的，而鐵塊在水中會下沉，他猜想浮力的大小與浸在液體中的物體的密度有關(guān)。為此他進行了如下探究，請你幫助他完成實驗。實驗思路：（1）選取體積相同、不同的物體A和B分別浸沒在水中，測出其所受浮力并進行比較。實驗過程：（2）按照實驗思路依次進行如圖所示的操作，從甲圖中可知物體A所受的浮力為N。觀察乙圖可知物體B在水中受到的拉力為N，并計算出物體B所受的浮力。實驗結(jié)論：（3）分析實驗數(shù)據(jù)，可得出初步結(jié)論：。（2024?雨花臺區(qū)校級模擬）在“探究影響浮力大小因素”的實驗中，小開同學準備了以下實驗器材：電子秤、足夠高的柱形薄壁容器（質(zhì)量為100g）、金屬塊（質(zhì)量為400g）、輕質(zhì)細桿、水、鹽水。實驗步驟如圖所示，其中A、B、C、D容器中是水，E容器中是鹽水。（1）在C步驟中合金塊浸沒在水中受到的浮力為N；（2）分析圖A、B、C、D可知，浮力的大小與有關(guān)，與無關(guān)；（3）小開在E中倒入等質(zhì)量的鹽水，可知浮力的大小還與有關(guān)；（4）C、D兩圖中金屬塊上表面與下表面的壓力差分別為ΔF1、ΔF2，則ΔF1ΔF2（選填“大于”“等于”或“小于”）；（5）分析實驗數(shù)據(jù)可知鹽水的密度為kg/m3，若E步驟中物體未完全浸沒就開始讀數(shù)，則測得的鹽水密度會（選填“偏大”“偏小”或“不變”）；（6）小開發(fā)現(xiàn)只需把E中的液體換成其他等質(zhì)量的未知液體，就可以利用A、D、E三個步驟測出未知液體的密度，若該儀器所能測量的最大未知液體密度為2g/cm3，則電子秤能測量的最大質(zhì)量至少為g。（2024?重慶模擬）如圖1所示，小田在探究“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”的實驗時，用彈簧測力計吊著圓柱形物體逐漸浸入水中，再將圓柱形物體逐漸浸入鹽水中。（1）比較A、B、C三次實驗，說明物體越大，物體所受浮力越大。（2）為了探究物體所受浮力的大小與液體密度的關(guān)系，應該比較A、三次實驗。（3）在步驟D中，圓柱體浸沒后向下移動但未觸底的過程中，其上下表面受到水的壓力差（選填“變大”、“變小”或“不變”）。（4）小田利用實驗中的數(shù)據(jù)計算出圓柱形物體的密度為g/cm3，如果將圓柱形物體浸入水中后，圓柱形物體吸水，會使圓柱形物體密度的測量值（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。（5）回到家后，小田效仿歷史上“曹沖稱象”的故事，在家利用水盆、小碗、柱狀玻璃杯、足量的水、刻度尺和記號筆等，測量小玻璃珠的密度。實驗步驟如下：①如圖2甲所示，將裝有一定數(shù)量小玻璃珠的碗放入盛有水的水盆中，使碗漂浮在水面上，用記號筆在碗外壁上標記水面的位置；②如圖2乙所示，往柱狀玻璃杯內(nèi)倒入適量的水，用刻度尺測量出柱狀玻璃杯水面的高度h1＝13cm；③將碗中所有小玻璃珠放入柱狀玻璃杯中，用刻度尺測量出柱狀玻璃杯水面對應的高度h2＝15cm，如圖2丙所示；④將柱狀玻璃杯中的水慢慢倒入漂浮在水盆中的空碗內(nèi)，，用刻度尺測量出柱狀玻璃杯中剩余水面對應的高度h3＝9cm，如圖2丁所示（請將步驟④補充完整）；⑤根據(jù)以上測量，請推導出小玻璃珠的密度為g/cm3，若步驟④中將水從柱狀玻璃杯倒入空碗中時，有部分水濺出到水盆中，則密度測量值（選填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。（2024?泰山區(qū)校級二模）某興趣小組的同學完成了以下實驗。（1）實驗1：測量酸奶的密度。①用調(diào)節(jié)好的天平測量燒杯和適量酸奶的總質(zhì)量，當天平平衡時，如圖甲所示，燒杯和酸奶的總質(zhì)量為g；②將燒杯中的部分酸奶倒入量筒中，用天平測量燒杯和剩余酸奶的總質(zhì)量為60.2g；③如圖乙所示，量筒中酸奶的體積為cm3；④計算出這種酸奶的密度為kg/m3。（2）實驗2：探究“浮力大小與哪些因素有關(guān)”。實驗步驟如下：如圖丙所示，先將盛有水的容器放在電子秤上，然后用手提著系有細線的規(guī)則圓柱體將其緩緩地浸入水中，同時記下圓柱體下表面所處的深度h和電子秤顯示的相應的質(zhì)量m，記錄數(shù)據(jù)如表所示。已知圓柱體的高度為8cm，當h＝8cm時，用彈簧測力計測得細線對圓柱體的拉力為0.8N。水的密度為1.0×103kg/m3，g取10N/kg。h/cm02468101214m/kg2.002.042.082.122.162.162.162.18①實驗過程中，電子秤示數(shù)逐漸增大時，細線對圓柱體的拉力逐漸（選填“增大”或“減小”）；②當h＝8cm時，圓柱體受到的浮力大小為N；③分析表中數(shù)據(jù)可知：圓柱體的密度為g/cm3。1（2024?惠山區(qū)模擬）在探究“影響浮力大小的因素”這一問題時，小明把一個飲料罐慢慢按入水中，感覺用力越來越大，由此猜想浮力大小可能與物體浸入液體中的深度有關(guān)，于是他和學習小組的同學一起設(shè)計了如圖所示的實驗步驟：（1）物體在b步驟中所受浮力大小為N