初中重点实验探究专题12-浮力大小与什么因素有关的实验探究.doc
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专题12：
浮力大小与什么因素有关的实验探究
1、小刚在学习了阿基米德原理（F浮=G捧）后，推导得出F浮=ρ液V排g，从而知道物体受到的浮力大小与液体的_______和物体_________有关。
小刚进一步猜想，物体所受浮力大小是否与物体的形状有关?
针对这个问题，他选用以下实验器材进行探究：
弹簧测力计、体积相同的圆柱体和长方体铝块各—块、烧杯、细线和水。
实验步骤如下：
①用细线将圆柱体、长方体铝块先后挂在弹簧测力计上，测出它们的重力分别为G1、G2；
②将圆柱体铝块挂在弹簧测力计上并浸没入水中，记下弹簧测力计的示数F1。
；
③将长方体铝块挂在弹簧测力计上并浸没入水中，记下弹簧测力计的示数F2；
则：
（1）比较两铝块的重力G1、G2的大小关系为_______；
（2）利用以上实验数据比较：
若_______，说明浮力大小与物体形状无关；若________，说明浮力大小与物体形状有关。
2、小明猜想“浮力大小F与液体的密度ρ和物体排开液体的体积V有关”，他为了探究F与V的关系，自制了6个塑料块（密度大于水），其体积分别为10cm3、20cm3、30cm3、40cm3、50cm3、60cm3，将各塑料块分别挂在弹簧测力计上，记下各塑料块在空气中和完全浸没在水中时弹簧测力计的示数。
（1）小明记录的实验数据见下表。
根据表中的数据在坐标纸上画出F与V的关系图象。
（2）根据图象，可得出F与V的关系是：
____________________________________。
（3）通过分析图象，得出当V为75cm3时
所对应的浮力F＝__________N。
（4）通过提取和处理表中的相关信息，回答下列问题：
a、现有量程为0.5N和1N两个弹簧测力计，
哪一个测力计符合该实验的要求？
________。
B、实验中，小明每一次用弹簧测力计时，其
指针都恰好在刻度线上，则该弹簧测力计的
分度值不超过多少N？
__________________。
3.如图所示是研究浮力与哪些因素有关的实验，弹簧测力计下挂着同一物体，其示数依次是5N,4N、4N、3N。
（l）比较图乙和丙得到的结论是：
浸没在液体里的物体所受浮力的大小与_____无关。
（2）比较图_____和图_____可得到的结论是：
浮力的大小与液体的密度有关。
4、小明和小华分别利用重为1N的橡皮泥、弹簧测力计、细线、烧杯和水等器材探究浮力大小与物体形状的关系。
他们将各自的橡皮泥依次捏成圆锥体和圆柱体进行实验，实验过程及相关数据如图所示。
请你解答下列问题：
（1）图A中橡皮泥所受浮力的大小为_____N。
（2）他们经过交流发现实验结论不一致，你认为_____的实验
方案得出的结论更可靠，另一方案得出的结论不可靠的主要原
因是_______________________________。
（3）在初中物理学习中与上述实验方法相同的实验有________________。
（只举一例）
5、通过实验认识了浮力后，小军和小民班的同学在老师的引导下，继续对“浮力的大小与哪些因素有关”进行了实验探究。
首先，他们对“浮力的大小与哪些因素有关”进行了猜想，在老师的帮助下将同学们的猜想归纳如下：
猜想l：
浮力的大小可能与物体的质量有关；
猜想2：
浮力的大小可能与液体的密度有关；
猜想3：
浮力的大小可能与物体浸入液体的深度有关；
猜想4：
浮力的大小可能与物体浸入液体的体积有关。
（1）小军所在组的同学为了验证猜想1和猜想2，选用了体积相同、质量不同的三个圆柱形物体A、B、C并测出了它们的重分别为4N、4.5N和5N，然后进行了下图所示的实验。
①比较图中序号为a、b、c的三次实验，得出的结论是：
浮力的大小与________。
②比较图中序号为____、____、____的三次实验可以得出结论：
浮力的大小与液体的密度有关；液体的密度越大，同一物体受到的浮力也越大。
（2）猜想3是小民所在组的同学提出的，请你举出一个生活中的实例来支持他们的猜想。
____________________________________________________________________________
（3）小民所在组的同学为了验证猜想3，选用了与小军所在组相同的圆柱形物体A，进行了下图所示的实验，得到的实验数据如下表：
分析上表中的实验数据，得到的实验结论是：
______________________________。
之后，他们在与其他组同学交流的基础上，在老师的引导下继续进行着探究……
6、在“浮力”这一节，老师要求同学们完成下面5个内容。
（1）如图甲所示，在水桶中装半桶水。
用手把空的饮料罐按入水中越深，观察发现水面升得越高，说明饮料罐排开水的重力越大；同时感受到手对罐向下的压力也越大，这说明罐受到向上的浮力（选填“变大”、“变小”、“不变”）。
于是同学们猜想：
浮力大小可能跟排开水的重力有关。
（2）如图乙所示在弹簧测力计下面挂一石块，测得石块重力为G，把石块浸入水中静止时弹簧测力计示数减小为F，分析石块在水中静止时受力，则石块所受浮力的表达式：
F浮=。
（3）在“探究浮力大小跟排开液体重力大小的关系”时，老师提供足够的器材，同学们设计并完成实验，下表是某组同学记录的数据，请在空格处填上适当数据。
物体重力G/N
物体浸入液体中弹簧测力计示数F/N
浮力F浮/N
物体排开水的重力G排/N
8
6
2
（4）分析上表数据得出结论：
。
（5）请同学们运用自己所学知识，器材不限，设计一种测王冠密度的方案（要求不损坏王冠）
①如何测王冠的质量m？
；
②如何测王冠的体积V？
；
由即可计算出王冠的密度。
7、小刚同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯（分别装有一定量的水和酒精），对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。
下图表示探究过程及有关数据。
（1）分析②、③、④，说明浮力大小跟有关。
（2）分析，说明浮力大小跟液体的密度有关。
（3）物体完全浸没在酒精中所受的浮力是N。
（4）根据图中的实验数据，该金属块的密度是kg／m3。
（g取10N／kg）
8、在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时，同学们提出了如下的猜想：
①可能跟物体浸入液体的深度有关；
②可能跟物体的重力有关；
③可能跟物体的体积有关；
④可能跟物体浸入液体的体积有关；
⑤可能跟液体的密度有关。
为了验证上述猜想，李明做了如图甲所示的实验：
他在弹簧测力计下端挂一个铁块，依次把它缓缓地浸入水中不同位置，在这一实验中：
（1）铁块从位置1－2－3的过程中，弹簧测力计的示数，说明铁块受到的浮力；从位置3－4的过程中，弹簧测力计的示数，说明铁块受到的浮力。
（填“变大”、“变小”或“不变”）
（2）通过这一实验可以验证上述猜想是正确的，猜想是不正确的（填上面猜想的序号）。
（3）给你一杯清水、一个熟鸡蛋和适量的食盐（如图乙），请你设计实验验证浮力与液体的密度是否有关。
简要写出你的实验验证的方法。
9、孙晓同学在家中利用身边的物品探究浮力的有关因素时，他把木块压入水中后松开手，发现木块又浮了上来，由此他得出浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有关的结论。
请你利用弹簧测力计、烧杯、小石块、线、水设计一个探究方案来验证或否定他的结论。
（1）提出问题：
物体受到的浮力跟物体浸没在液体中的深度是否有关？
（2）猜想或假设：
（3）设计实验进行验证（说出你的实验设想）：
10、小组同学通过实验研究浸在液体中的物体表面受到液体的压力大小与什么因素有关。
他们把高为0.2米的实心圆柱体；先后浸入A、B两种液体中（ρA＜ρB），并用力Fl改变下表面到液面的距离h，如左图所示。
他们利用仪器测得力F1和圆柱体下（或上）表面受到液体的压强，并利用公式求得下（或上）表面受到液体的压力，记录数据如表一、表二所示。
⑴分析比较实验序号1、2与3或7、8与9等数据中的距离h和下表面受到液体压力F3的关系及相关条件，可得出的初步结论是：
_______________________________________________________。
⑵分析比较实验序号________________________________________等数据中的距离h和上表面受到液体压力F2的关系及相关条件，可得出的初步结论是：
当深度相同时，液体的密度越大，圆柱体上表面受到液体的压力越大。
⑶请将表一和表二填写完整。
⑷甲、乙两位同学进一步综合分析了表一、表二中后三列数据及相关条件，甲同学计算了F3与F1的差值，分别为14.0牛、16.O牛、18.0牛和14.2牛、16.4牛、18.6牛，由此得出结论：
浸没在同种液体中的圆柱体，下、上表面受到的液体压力差随深度的增加而增大；乙同学计算了F3与F2的差值，分别为20.O牛、20.0牛、20.0牛和22.0牛、22.0牛、22.0牛，由此得出结论：
浸没在同种液体中的圆柱体，下、上表面受到的液体压力差是个定值。
请判断，甲同学的分析____________________，乙同学的分析_____________________________。
（均选填“错误”、“合理但结论不完整”或“合理且结论完整”）
11、实验中学物理课外实验小组，为了探究物体浸在水中不同深度所受浮力的变化情况，进行了如下的实验：
将一挂在弹簧测力计下的圆柱型金属体（高度为10cm）缓慢浸入水中（水足够深），从圆柱体接触水面至接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计的示数F．实验数据如下表．
（1）请将后4次实验计算出的浮力填入表格；
（2）依据表中数据，在右边的坐标系中画出浮力F浮与深度h关系的图象；
（3）通过对图象的分析，你得到的结论是：
________
12.在科学学习中，我们常利用身边的一些材料，设计一些简单实验来证明或否定某一结论。
例如：
将铁块挂在弹簧秤下，分别读出铁块在空气中和浸在液体中时弹簧秤的示数，两者之差就是铁块在液体中受到的浮力。
下面是同学们研究浮力的实验片段：
（1）将铁块悬挂在弹簧秤下，再将铁块分别浸没在水中和酒精中，比较铁块浸没在水中和酒精中受到的浮力大小。
这一实验是为了证明浮力的大小跟_______有关。
（2）小张认为“物体浸入液体的深度越深，受到的浮力越大”的说法是错误的，他设计的实验是“将同一铁块浸没在水中不同深度处，观察弹簧秤的示数。
”预计看到弹簧秤的示数_______。
其实，“物体浸入液体的深度越深，受到的浮力越大”的说法，在实验过程中的某个阶段也是正确的，这个阶段是____。
13、同学们在学习“阿基米德原理”这节课上．仔细观察了老师所做的演示实验（如图甲所示）．课后复习时．物理兴趣小组的同学们，经过反复的思考、讨论，提出了对该实验的改进意见，并动手制作出了如图乙所示的实验装置，其中A、B为两个规格相同的弹簧秤，C为重物，D为薄塑料袋（质量不计），E是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻管自制的溢水杯，杯中加人红色的水，F是升降平台（摇动手柄，可使平台高度缓慢上升、下降），G为铁架台．
（1）实验中．同学们逐渐调高平台F，使重物浸入水中的体积越来越大，观察到弹簧秤A的示数________；弹簧秤B的示数________（选填“增大”、“减小”或“不变”）。
比较弹簧秤A的示数变化量FA＇和弹簧秤B的示数变化量FB＇，它们的大小关系是FA＇______FB＇（迭填“>”、“<”或“=”），
（2）通过分析，你认为应提醒兴趣小组的同学在操作时要注意什么问题?
（请写出两条）
①___________________________________________________________________；
②___________________________________________________________________。
（3）对比图甲、图乙的两组实验，改进后的实验与原实验比较有哪些优点？
（请写出三条）
①____________________________________________________________________；
②____________________________________________________________________；
③___________________________________________________________________
14.在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，班级的“物理博士”为同学们做了如下图所示的一系列实验，请你从中选出一些图，针对浮力的大小与排开液体的体积大小、浸入深度或液体密度等因素进行探究，并通过分析弹簧测力计的示数，说明你的探究结果。
⑴你要探究的是：
。
⑵所选用的图是：
（填图中的序号）。
⑶探究的结果是：
。
15、小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”。
他找来薄铁片、烧杯和水进行实验。
实验步骤如下：
步骤一将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底。
步骤二将铁片弯成“碗状”再放入水中，它漂浮在水面上。
⑴通过分析可知，第一次铁片受到的浮力_____________第二次铁片受到的浮力（选填“大于”、“等于”或“小于”）；
（2）小明得出：
物体受到的浮力与其形状有关。
小明得出错误结论的原因是：
他只关注了铁片________的改变，忽视了________对浮力大小的影响。
16、如图甲，超凡同学为了探究物体在水中不同深度所受浮力的变化情况，将一长方体挂在弹簧测力计下，在长方体接触容器底之前，分别记下长方体下表面到水面距离h和弹簧测力计相应的示数F，实验数据如下表
1
2
3
4
5
6
7
h／cm
0
2
4
6
8
10
12
F／N
6.5
6.0
5.5
5.0
4.5
4.5
4.5
（1）分析表中数据，可以得出物体重______N，第4次实验时，物体受到的浮力为_____N。
（2）分析第1次到第5次实验数据，说明物体浸没于液体之前________。
（3）分析第5次到第7次实验数据，说明________。
（4）图乙中能正确反映浮力F浮和物体下表面到水面距离h关系的图象为________。
17、小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯（分别装有一定量的水和煤油），对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究．下图表示探究过程及有关数据．
（1）分析图B、C、D，说明浮力大小跟__________________有关．
（2）分析图__________________，说明浮力大小跟液体密度有关．
（3）物体完全浸没在煤油中所受的浮力是__________________N．
（4）小明还想探究浮力大小与物体形状是否有关，请你简述实验方法．
18、如图所示是探究“浮力大小与哪些因素有关”实验的若干操作，根据此图请你回答下列问题。
（1）分析比较图①②③，说明物体所受浮力的大小与__________________因素有关。
（2）在图③与图④中保持了__________________不变，得到的结论是浮力大小与__________________有关。
这种研究问题的方法叫做__________________。
请再举一个应用这种研究方法的实验：
__________________。
19、小明想：
浮力是液体对物体向上的托力，而物体间力的作用是相互的，所以物体对液体一定有向下的压力，那么浮力的大小和物体对液体压力的大小有什么关系呢？
（1）小明和小红利用烧杯、水、天平、合金圆柱体、细线和弹簧测力计，进行了如下探究：
①在烧杯中盛适量水，用天平测出烧杯和水的总质量m1；
②用弹簧测力计测出圆柱体的重力G；
③如图所示，将圆柱体部分浸入烧杯的水中，静止在某一深度，记下弹簧测力计的示数F，则圆柱体所受水的浮力为（用弹簧测力计所测得的量来表示）；此时向天平的右盘加上适量的砝码，使天平重新平衡，记下天平的读数m2，则圆柱体对水的压力为__________________（用天平所测得的量来表示）。
（2）下表为小明和小红记录的实验数据：
（表中h2>h1）
①通过分析表格中的数据，可以得出：
浮力的大小__________________（选填“大于”、“小于”或“等于”）物体对液体压力的大小；此外你还可以得出的结论有：
__________________（写出一条即可）。
②由表格中的数据可知，该圆柱体的密度为__________________kg/m3。
20、张明在探究物体所受浮力大小与哪些因素有关时，先后进行了两组实验，实验过
程分别如图甲、图乙所示。
请你仔细观察各图，接着完成以下的实验要求：
设计两个数据记录表格，包括物体浸入的液体或气体名称、浸入液体或气体中的体积（用“小部分”、“大部分”或“全部”等字样描述）、弹簧测力计的读数和物体所受浮力大小等；填写并处理这两组实验对应的数据；总结出实验结论。
21、在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中，某同学猜想：
浮力大小可能与液体密度的大小、物体浸入液体中体积的大小、物体重力的大小有关。
请你设计一个方案，探究“浮力的大小与物体的重力大小是否有关”。
实验提供如下器材：
实验桌、弹簧测力计、量筒、烧杯各一个；水、盐水、细线适量；一大块橡皮泥；体积相同的铜块和铁块各一块；体积不同的铁块各一块。
（1）从给定的器材中选出你需要的器材：
（2）实验步骤：
（3）根据可能出现的实验现象，得出相应的探究结论。
22.小明同学要研究铁块所受浮力是否与温度有关，如何去研究呢?
请你帮他设计这次实验的全过程。
要求：
写出所需器材、研究的步骤，并设计一个记录实验数据的表格。
23、在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中，同学们有以下猜想：
a.浮力的大小可能与液体密度有关；
b.浮力大小可能与物体排开液体中的体积大小有关；
c.浮力大小可能与物体浸入液体内的深度有关。
小红的实验小组对猜想C进行了如下的实验探究：
将一个高为10cm金属圆柱体挂在弹簧测力计下，在金属圆柱体接触水面之前和接触水面后，分别记下了金属圆柱体下表面到水面的距离h和弹簧测力计相应的示数F（如右图），实验数据如下表：
次
1
2
3
4
5
6
h（cm）
0
2
4
6
8
10
F（N）
8.0
7.5
7.0
6.5
6.0
5.5
（1）小组分析表中数据得出：
物体的浮力大小与物体浸入液体内的深度有关，且在同种液体内物体浸入的深度越大，所受的浮力越大。
你认为该小组得出的结论是否科学？
如果不科学，请分析产生这种不科学结论的原因是什么？
并提出改进意见。
如果认为科学，简述科学的道理。
（2）分析表中数据,还可以得出物重为N，第6次实验时，物体受到的浮力为N，从中我们可以计算出此金属的密度为kg/m3。
24．学习了浮力有关的知识以后，同学们都已经知道：
浮力的大小跟物体浸在液体的
密度、排开液体的体积有关。
但小明总感觉到：
浮力大小应与物体所在液体的深度有关．他设计了如下的实验：
在弹簧测力计下挂一圆柱体，从盛水的烧杯
上方某一高度缓慢下降，直到圆柱体刚好浸没于水中，如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化图像。
（1）根据以上实验分析图像BC段，可得结论。
（2）在评估交流时，小红却说：
“浮力的大小与深度无关”，利用以上器材，在上述实验的基础上，请你补充小红的实验过程，证实小红的观点是对的，并在图中补充上小红的实验图像。
（3）他们的结论是正确的吗?
请写出你判断的依据。
答案
1、密度（1分），排开液体的体积（或浸入液体的体积）（1分）
（1）G1=G2（2分）
（2）G1一F1=G2一F2（或Fl= F2）（1分），
G1一Fl≠G2一F2（或F1≠F2）（1分）
2、
（1）见下图（1分）
（2）液体密度一定时，浮力大小，与物体排开液体的体积V成正比（1分）（3）0.75（1分）
（4）a.量程为lN的测力计（1分）b.0.02N（1分）
3、
（1）浸没深度
（2）乙丁（或丙丁）
4、
（1）0.4
（2）小华 没有控制变量（没有控制排开液体的体积不变等）（3）探究电阻上的电流跟两端电压的关系
5、
（1）①物体的质量无关。
②a、d、e。
（2）从浅水区走向深水区时，感觉身体越来越轻。
（3）浸没前，浮力的大小与浸入液体的深度有关；浸入液体的深度越大，受到的浮力越大。
浸没后，浮力的大小与物体浸入液体的深度无关。
6、
（1）变大
（2）G-F（3）2（4）浸在液体中的物体受到的浮力大小等于排开液体受到的重力
（5）①用天平②用量筒排水法
7、
（1）排开液体的体积;
（2）与（3）2.4（4）3.33×103㎏/m3
8、⑴变小变大不变不变⑵④①
（3）先把鸡蛋放入清水中，鸡蛋会下沉（1分），在向水中放入适量的食盐，鸡蛋会慢慢上浮（1分）。
说明鸡蛋浸没在清水和盐水中受到的浮力不同（1分），由此验证物体受到的浮力与液体的密度有关。
9、
（2）浸没在液体中的物体受到的浮力跟液体深度无关（有关）。
（3）用弹簧测力计测出小石块的重力并记录数据，再把小石块浸没在水中不同深度，并记下对应的弹簧测力计所受的拉力；计算出物体浸没在液体中不同深度出所受的浮力并比较，如果不同深度处所受的浮力大小相等，说明浸没在液体中的物体所受浮力与液体深度无关，反之则有关。
10、⑴同一种液体中,深度越大,圆柱体下表面受到液体的压力越大。
或同一种液体中,圆柱体下表面受到的压力与深度成正比。
1分
⑵4与10；5与11或6与121分
⑶均为0共1分
⑷错误合理且结论完整共2分
11、
（1）2.00，2.50，2.50，2.50
（2）如图所示
（3）在圆柱体未浸没入水中之前，所受的浮力与深度成正比；在圆柱体浸没入水中之后，所受的浮力与深度成无关。
12、
（1）液体密度
（2）不变（3）物体逐渐浸入液体中，但未浸没
13、（l）减小，
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