重庆市中考物理总复习 第5讲 浮力 第二节 浮力的相关实验课件.ppt

第5讲浮力 第二节浮力的相关实验 玩转重庆10年中考真题 1 2017重庆a卷17题 2 5分 小明回家后用操作方便 精确度高的电子秤和同一块压纸石块 探究 影响浮力大小的因素 第1题图 他将搅匀的糖水装入柱形杯中 置于电子秤上 如图甲所示 用体积不计的细线系好石块 缓慢浸入糖水至刚好浸没 电子秤示数逐渐增大 则糖水对杯底的压力 选填 逐渐增大 保持不变 或 逐渐减小 说明石块所受浮力大小与 有关 如图乙所示 石块所受浮力大小为 n 解析 石块缓慢浸入糖水至刚好浸没 这一过程中 糖水的深度增加 由p液 液gh可知 糖水对杯底的压强逐渐增大 由f液 p液s可知 糖水对杯底的压力逐渐增大 说明石块所受浮力大小与石块排开液体的体积有关 由图甲可知 f甲 g杯 g糖水 由图乙可知 f乙 g杯 g糖水 g石 f拉 g杯 g糖水 f浮 得 图乙位置石块所受的浮力f浮 f乙 f甲 g乙 g甲 m乙g m甲g 421 4 10 3kg 10n kg 400 0 10 3kg 10n kg 0 214n 答案 逐渐增大排开液体的体积0 214 他将石块沉入杯底 松开细线 如图丙所示 便开始书写探究报告 完成探究报告后 他将石块从糖水中缓慢提起 细心的小明发现石块离开杯底至露出液面前 电子秤示数一直减小 这说明石块在放置一段时间的糖水中所受浮力的大小与浸没深度 选填 有关 或 无关 造成这个结果的主要原因可能是 解析 由题意可知 电子秤示数一直减小 说明石块所受的浮力f丙减小 由图丙可知 f丙 g杯 g糖水 g石 f拉 g杯 g糖水 f浮 则f浮也减小 由f浮 液gv排可知 v排不变 则 液减小 由于糖水放置了一段时间 下面糖水的密度将大于上面糖水的密度 所以导致石块从糖水中缓慢提起的过程中 所受浮力减小 故石块在放置一段时间的糖水中所受浮力的大小与浸没深度有关 答案 有关糖水密度不均匀 下面糖水的密度大于上面糖水的密度 3 2015重庆b卷17题9分 某兴趣小组在探究浸在液体中的物体所受浮力大小规律的实验中 做了如图1所示的实验 将同一物体a逐渐浸入到密度为 0的液体中 并通过观察弹簧测力计的示数的变化规律 得出以下一些结论 第3题图1 1 分析比较实验甲 乙 丙可初步得出结论 当液体的密度相同时 物体排开液体的体积越大 物体受到的浮力越 分析比较实验序号 可初步得出结论 当排开液体的体积相同时 物体所受浮力与浸没在液体中的深度 选填 有关 或 无关 解析 1 由题图1实验甲 乙 丙可知 液体的密度相同 物体排开的液体的体积越大 弹簧测力计的示数越小 则物体受到的浮力越大 研究物体所受浮力与浸没在液体中的深度的关系时 要控制排开液体的体积相同 而改变浸没在液体中的深度 故应选实验序号甲 丙 丁三图 或丙 丁两图 由于弹簧测力计的示数不变 则物体受到的浮力也不变 即物体所受浮力与浸没在液体中的深度无关 答案 大甲 丙 丁 或丙 丁 无关 2 由实验可知a物体的重力为 n a物体浸没在液体中时所受的浮力是 n 解析 2 由题图1甲中弹簧测力计的示数可知 a物体的重力为6n 由题图1丙或图丁可知 a物体浸没在液体中弹簧测力计的示数为4n 故所受的浮力是f浮 g f 6n 4n 2n 6 2 3 同组的小薇同学继续用下面的方法测出了金属块b物体的密度 她具体操作如下 取边长为a的正方体木块放入装有适量该液体的烧杯中 待其静止后用刻度尺测出有高度露出液面 如图2甲所示 则木块浸入液体中的深度是 木块底部所受液体的压强是 以上两空均用相关的物理量表示 将b物体放在木块中央静止后用刻度尺测出此时木块露出液面的高度为h1 如图2乙 用体积可忽略不计的细线将物体b系在木块中央 放入液体中静止后测出此时木块露出液面高度h2 如图2丙 则b物体的密度 b 用相关的物理量表示 实验结束后同学们展开了激烈讨论 认为小薇同学的操作还是有一些不足 请你说出一条不足之处 第3题图2 解析 3 由于正方体木块的边长为a 待其静止后有高度露出液面 则木块浸入液体中的深度是 1 a 0 6a 木块底部所受液体的压强是p液 液gh 0g 0 6a 0 6a 0g 此时木块漂浮 则g木 f浮 液gv排 0g a3 0 6a3 0g 由图2乙可知 f浮 g木 gb 则有 0g a h1 a2 0 6a3 0g gb 解得 gb 0 4a3 0g h1a2 0g 故物体b的质量mb 0 4a h1 a2 0 由图2丙可知 f浮 g木 gb 由 得 f浮 f浮 即 0g a h2 a2 0gvb 0g a h1 a2 解得 vb h2 h1 a2 故物体b的密度 b 小薇同学操作的一些不足为 刻度尺测量有误差 木块吸水等 答案 0 6a0 6a 0g 刻度尺测量有误差 或木块吸水等 命题点 探究浮力的大小跟哪些因素 实验突破 实验一 1 弹簧测力计的使用与读数2 用称重法计算浮力 f浮 3 控制变量法的应用 g f示 探究浮力的大小跟哪些因素有关 实验一 实验视频 a 探究浮力大小与物体排开液体体积的关系 用测力计提着同一物体 让物体浸入液体的体积 选填 相同 或 不同 b 探究浮力大小与物体浸入液体深度的关系 用测力计提着同一物体 让它分别浸没于 液体的 两空均选填 相同 或 不同 深度 c 探究浮力大小与液体 的关系 用测力计提着同一物体浸没在不同液体的同一深度 液体的密度越大 物体所受的浮力越大 不同 相同 不同 密度 4 实验现象 表格数据分析5 利用阿基米德原理计算浮力和液体密度 f浮 g排 液 6 液体压强的相关计算 p gh 7 物体密度的计算8 实验操作 结论评价 9 多次实验的目的 寻找普遍规律 10 阿基米德原理的应用 密度计 实验结论 物体在液体中所受浮力的大小 跟它浸在液体中的体积有关 跟液体的密度有关 物体浸在液体中的体积越大 液体的密度越大 物体受到的浮力就越大 例1在探究影响浮力大小因素的实验中 同学们提出了如下猜想 猜想1 浮力大小与物体排开液体的体积有关 猜想2 浮力大小与液体的密度有关 猜想3 浮力大小与物体浸没在液体中的深度有关 例1题图 解析 1 物体浸没在水中受到的浮力f浮 g f2 10n 7n 3n 3 1 实验中物体浸没在水中时受到的浮力为 n 2 分析实验b c可知猜想1是正确的 可以得出在同种液体中物体排开液体的体积越大 受到的浮力 比较实验 可知 浮力大小还与液体的密度有关 解析 2 由实验b c可知物体排开液体的体积不同 弹簧测力计的示数不同 同种液体中 物体排开液体的体积越大 受到的浮力越大 d e实验中 物体排开液体的体积相同 液体的种类不同 物体所受的浮力不同 所以浮力的大小还与液体密度有关 故应选择的实验是a d e d e 越大 a d e d e 3 图中f3 n 液体的密度 液 kg m3 水 1 0 103kg m3 解析 3 d实验中 物体浸没在水中 浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关 故浮力不变 f3 7n 物体浸没在水中时 f浮 水gv 3n 物体浸没在液体中时 f浮 液gv 又由f浮 f f4 10n 6 4n 3 6n 则 液 1 2 水 1 2 103kg m3 7 1 2 103 4 实验所用的科学研究方法是 解析 4 研究浮力的大小与排开液体体积的关系时要控制液体的密度一定 所以采用了控制变量法 控制变量法 1 实验时若先将物体放入水中测浮力 再测物体的重力 则会使浮力的测量结果偏 选填 大 或 小 2 由实验中的数据可知 物体的密度为 kg m3 计算结果保留整数 3 当物体逐渐浸入水中 水对物体底部的压强逐渐 选填 变大 变小 或 不变 若物体的底面积为15cm2 在物体刚刚浸没在水中时 物体下表面受到水的压强为 pa 大 3333 变大 2 103 4 图中能正确反映弹簧测力计示数f与金属块下表面到水面距离h关系的图像是 b 5 小明又想探究 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 铁片放入盛水的烧杯中 铁片下沉至杯底 将铁片弯成 碗状 再放入水中 它漂浮在水面上 通过分析可知 第一次铁片受到的浮力 选填 大于 等于 或 小于 第二次铁片受到的浮力 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 他只关注了铁片形状的改变 忽视了 对浮力大小的影响 小于 物体排开液体的体积 探究浮力跟排开液体重力的关系 命题点 实验二 实验二 1 物块的选择原则 重力不能超过弹簧测力计的量程 密度大于水且不吸水的物质 2 弹簧测力计的读数3 物体排开液体所受重力的测量 先测出空桶的重力g1 再测出桶和溢出水的总重力g2 则排开液体的重力g g2 g1 实验视频 4 用称重法计算浮力 f浮 5 利用阿基米德原理计算密度6 实验误差分析7 实验步骤的补充 排序8 多次测量的目的 寻找普遍规律 实验结论 浸在液体中的物体受到向上的浮力 浮力的大小等于它排开的液体所受的重力 g f示 例2如图甲所示 图a b c d e是 探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系 实验的五个步骤 例2题图甲 1 步骤e放置于 前会使实验结果更准确 解析 1 应在桶中未装水前测出桶的重力 以免沾水后使桶重力的测量值偏大 故应放在步骤a前 a 2 改正实验步骤之后 两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力f浮 n 两步骤可得出物块排开水所受的重力g排 比较f浮与g排 可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系 解析 2 改正实验步骤之后 通过a图可知圆柱体的重力为4 2n c图中圆柱体完全浸入水中 此时弹簧测力计的示数为3 0n 所以圆柱体浸没时的浮力为f浮 g f拉 4 2n 3 0n 1 2n 由e d两个步骤可以计算出物块排开水的重力 再通过比较与浮力的大小可以得到物体所受浮力与排开液体所受重力的关系 答案 a c1 2e d 3 如图乙所示是圆柱体物块从水面缓慢浸入水中时 根据实验数据描绘出弹簧测力计示数f随物块浸入深度h变化的关系图像 分析图像可得 当物块没有浸没之前 h增大时 弹簧测力计示数 选填 变大 变小 或 不变 当h 4cm时 物块所受的浮力为 n 浸没后h继续增大时 弹簧测力计示数为 n 该圆柱体物块的高度是 cm 例2题图乙 解析 3 由图像乙可知 物体在浸没之前 弹簧测力计示数逐渐变小 浸没后弹簧测力计示数为定值3n 由图像可知 当h 4cm时 弹簧测力计的示数为3 4n 此时物块所受浮力f浮 g f拉 4 2n 3 4n 0 8n 由图像乙可知 当h 6cm时 弹簧测力计的示数恒定为3n 说明当h 6cm时圆柱体刚好完全浸没 所以该圆柱体的高度为6cm 答案 变小0 836 1 在本实验中 若最后进行步骤a的操作 则会导致测量的浮力值 选填 偏大