10.1 浮力实验：探究浮力与哪些因素有关

1、10.1浮力实验：探究浮力的大小与哪些因素有关.如图所示，物理小组用金属块和水来探究浮力的大小跟哪些因素有关。(1) 金属块浸没在水中是，受到的浮力是No(2) 比较(选填字母代号)三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关。(3) 比较(选填字母代号)三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关。.如图所示是“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验装置，请根据图示回答问题。(1) 由图C和图可知浸在液体中的物体所受的浮力大小跟浸在液体中的体积有关。(2) 由图C和图可知物体排开相同体积液体时，浮力大小跟液体的种类有关。(3) 当物体完全浸没在水中时，物体上下表面

2、所受压力的差No3. 小明利用弹簧测力计、圆柱体、两个装有适量水和盐水的相同的烧杯做探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验，实验装置和每次实验中弹簧测力计的示数如图所示。请按要求回答下列问题：阳乙氐(1) 圆柱体浸没在水中时，所受浮力的大小为No(2) 比较乙、丙两图，说明物体所受浮力的大小与物体浸入液体的深度(选填“有关”或“无关”)(3) 比较丙、丁两图，得出的结论是：。4. 在探究“物体受到的浮力大小与哪些因素有关”实验中，小明猜想浮力大小可能与液体密度和液体排开体积有关。所用的实验器材有弹簧测力计，金属块，分别装有水、盐水和酒精的烧杯、细线等。(1)小明在探究“物体所受浮力与液体密度是

3、否有关”时，进行了如图所示的几次实验。i从A、B两图可知，物体浸没在水中受到的浮力大小是Noii根据B、C、D三次实验，小明得出：物体受到的浮力大小与液体的密度有关。根据该实验现象，小明能否得出这个结论？。理由是：。(2)在探究“物体受到浮力与排开液体体积是否有关”时，小明将物体一部分浸在水中，观察弹簧测力计示数：然后两次改变物体浸在水中的体积，观察弹簧测力计的示数，发现每次的示数都有变化，则可得出结论：。5. 小华同学在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，在弹簧测力计下悬挂一圆柱体物块，当圆柱体物块下表面与水面相平时开始缓慢下降，直到与溢水杯底接触为止，用小桶收集溢出的水，如图甲所示：

4、(1) 分析图甲中的两图可得出，浸在同种液体中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关；(2) 小华完成图甲所示的实验后，把水换成另一种液体重复上述实验，根据实验数据绘制出图乙所示的弹簧测力计拉力F随物体下降高度h变化的图象，那么物体浸没在这种液体中受到的浮力=N，对照图甲中的实验结果可知浸在液体中的物体所受浮力的大小还跟浮有关。6. 某实验小组在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用到如下器材：分度值为0.1N的弹簧测力计、底面积为5cm2、高度为6cm的实心圆柱体铜块、相同的大烧杯若干、水、密度未知的某种液体、细线等。(1) 该小组同学进行了如图所示的实验：A步骤所示弹簧测力计的示数

5、为N；用弹簧测力计挂着铜块缓慢地浸入液体中不同深度，步骤如图B、C、D、E、F所示(液体均未溢出)，并将其示数记录在表格中。实验步骤BC弹簧测力计示数/N2.62.5(2) 在实验步骤B中铜块所受浮力F、一=No浮(3) 分析实验步骤A、B、C、D,可以说明浮力大小跟有关；分析实验步骤A、E、F,可以说明浮力大小跟有关。(4) 该小组同学根据已知条件算出步骤B中铜块下表面受到水的压强是Pa；然后在步骤B的基础上继续探究,把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上,缓慢向烧杯内加水,发现弹簧测力计的示数逐渐(选填“增大”或“减小”)。7. 为了探究物体受到的浮力F、一与物体体积V有关还是与物体浸入液体的体

6、积Va有关，某小组浮物浸同学设计方案进行探究。(1) 现有可供选择的物体如下表所示，在研究F、一与V的关系时应选择物体(选填“一个”浮物或哆个”)，并控制其浸入水中的体积(选填“相同”或“不同”)，测出其受到的浮力。物体ABC体积4V2VV(2) 该小组同学经过讨论完善方案后继续实验，将体积不同的物体逐渐浸入水中，测出物体受到的浮力，实验现象和数据如下表所示。根据序号的实验示意图及数据，可得F、一与V无关。浮物根据序号1和2和3中的实验示意图及数据，可得出的初步结论是：同一物体浸入水中，o实验序巧O.AlCr、0.2k10>。一4和炉U.l(3)他们尝试利用液体内部压强知识阐述浮力产生的

7、原因，当物体浸没在液体中时，如图1所示。F浮二F2-F1=吩Pis=P液gsP液gs=p液叫-hjs=p液妙物当物体部分浸入液体中时，如图2所示，请利用液体内部压强知识推导出物体受到的浮力。8. 在“探究影响浮力大小的因素”实验中，同学们根据生活经验，提出了浮力大小可能与下列因素有关的猜想：与物体浸入液体中的深度有关；与物体排开液体的体积有关：与液体的密度有关。(1) 请你写出能够支持猜想的一个生活现象：。(2) 进行探究时，实验步骤和弹簧测力计的示数如图所示。其中序号b中物体P所受浮力大小为No(3) 分析a、c、d三次实验，可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度(选填“有关”或“无关”)；分

8、析三次实验，可知浮力大小与物体排开液体的体积有关；分析a、d、e三次实验，可知在物体排开液体的体积一定时，液体密度越大，物体受到的浮力(选填“越大”或“越小”)。(4) 本实验不仅可以探究影响浮力大小的因素，从实验数据还可求出物体P的密度为kg/m3。(已知p水=1.0x103kg/m3，g取10N/kg)9.小李同学在探究“影响浮力大小的因素”时，依次做了如图甲所示实验。观察并分别比较图中有关数据可知：水n甲己：|:3.SN(1) 当物体浸没在水中时，受到的浮力为No(2) 分析图A、C、D可得，物体在液体中所受浮力大小与有关。(3) 当物体从接触水面开始，到浸没于水中，直至浸没到更深位置(

9、未触底)，在图乙中能表示出此过程物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图象是(选填“”或“”)。(4) 小李在实验中主要用到的科学探究方法是o10.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，同学们根据日常生活经验，提出了如下三种猜想：猜想一：浮力的大小可能跟液体的密度有关；猜想二：浮力的大小可能跟物体的密度有关；猜想三：浮力的大小可能跟物体浸入液体的体积有关。为了验证猜想，准备的器材如下：A、B两个外形相同密度不同的长方体金属块、一只弹簧测力计、一把刻度尺、一杯水、一杯盐水、细绳。他们先后将两金属块分别挂在弹簧测力计下，按照如图所示规范地完成了实验，数据如下表所示：实验次数金属块液体物体所受的

10、重力G/N物体浸在液体中的体积打匕/cm3排弹簧测力计示数F/N1A水2.7602.12A水2.71001.73A盐水2.71001.64B盐水7.91006.8请你解答如下问题：(1)第4次实验中，B金属块所受浮力是N；(2) 通过分析比较表中第、(填序号)两次实验数据，能够初步说明猜想二是错误的；(3) 实验后，小组同学认为浮力的大小还可能跟物体浸入液体的深度有关。于是他们又进行了如下实验：将A金属块先后以横放和竖放两种方式挂在弹簧测力计下，部分浸入水中，使其浸在水中的相同。若两次弹簧测力计的示数相同，说明浮力的大小跟物体浸入液体的深度(填“有关”或“无关”)11.图是小文和小明所做的“探

11、究浮力的大小与哪些因素有关”的实验，其中甲、乙、丙、丁四个烧杯中的液体是水，戊烧杯中的液体是盐水，图丙和图丁中的弹簧测力计的示数相同。请根据图示回答下列问题：(1) 由图甲、丙、戊可知物体在液体中所受浮力的大小跟液体的有关；(2) 由图甲、乙、丙可知物体在液体中所受浮力的大小跟它浸在液体中白有关；(3) 由图丙、丁可知物体在液体中所受浮力的大小跟物体浸没在液体中白无关；(4) 由图丁、戊可知在图丁中物体上下表面所受的液体压力差比图戊中的(选填“大”或“小”)。12. 小明用如图所示装置来验证“浸在液体中的物体受到浮力的作用”。弓.r(1) 由图甲可知，小明选用的石块的重力是No(2) 如图乙、

12、丙所示，挂在弹簧测力计挂钩上的石块浸入水中时，小明通过观察发现，则说明“浸在水中的石块受到浮力的作用”。(3) 小明要得出“浸在液体中的物体受到浮力的作用”的实验结论，他还要选用来继续做更多次的实验。13. 小敏对“物体在水中浸没前受到的浮力是否与浸入深度有关”进行了研究。(1) 将一长方体金属块横放，部分体积浸入水中时，在液面所对的烧杯壁作一标记线，读岀弹簧测力计的示数F中(如图甲)为N；再把金属块竖放浸入同一杯水中，当时读出弹甲簧测力计示数F(如图乙)。比较发现F=F，小敏得出：浸没前物体受到的浮力与浸乙乙甲入深度无关。(2) 图中两种状态时，金属块底部受到水的压强pp(选填“大于”、“等

13、于”或“小于”)。甲乙14.如图所示，是探究“浮力的大小跟哪些因素有关”实验和实验过程中弹簧测力计的示数。则：(1) 金属块A浸没在水中时，受到的浮力是No(2) 分析乙、丙两图实验数据可得：物体所受的浮力大小与有关；分析丙、丁两图实验数据可得：浮力大小跟物体浸没在水中的深度(选填“有关”或“无关”)；分析两图可知，浮力大小跟液体密度有关。(3) 为了研究“浮力的大小可能与物体的形状有关”，小明用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行如图己所示的实验，由此小明得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关，小宁认为这结论不可靠，主要原因o答案一、实验题1. 【答案】(1)1(2)ABC(3) A

14、CD【解析】(1) 由图A、C(或D),金属块浸没在水中时受到的浮力：F、=GF一=2.7N1.7N=浮示1N。(2) 研究金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关，要控制排开液体的密度相同，改变排开液体的体积；故选ABC。(3) 研究金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度的关系，要控制排开液体的密度和体积相同；故选ACD。2. 【答案】(1)B(2) D(3) 3【解析】(1) 探究物体受到的浮力和体积有关时，需控制液体的种类相同物体浸入液体的体积不同，由图可知，图C和图B符合条件。(2) 探究浮力和液体的种类的关系时，要控制物体排开液体的体积相同，液体的种类不同，由图可知，图C和图D

15、符合条件。(3) 浮力产生的原因是物体上下表面受到的液体的压力差，由图可知，物体浸没在水中时，受到的浮力为12N9N=3N，因此所求的压力差为3N。3. 【答案】(1)2(2)无关(3)浮力的大小与液体的密度有关【解析】(1) 圆柱体浸没在水中受到的浮力F_=GF一=3N1N=2N。浮示乙(2) 乙、丙两图液体密度和排开液体的体积相同，深度不同，弹簧测力计的示数相同，则圆柱体所受浮力相同，所以物体所受浮力的大小与物体浸入液体的深度无关。(3) 比较图丙、丁两图可知，排开液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，则圆柱体所受浮力不同，故可以得出浮力的大小与液体的密度有关。4. 【答案

16、】(1)i0.5ii不能；没有控制物体在水、酒精、盐水中的排开的体积相等(2)物体所受浮力大小与排开液体的体积有关【解析】(1) i由A图可知：物体的重力：G=1.5N，由B图可知：物体浸没在水中时，测力计示数：F=1.0N,则物体浸没在水中受到的浮力：尸一=GF=1.5N1.0N=0.5N。浮ii要想得出“物体受到的浮力大小与液体的密度有关”的结论时应该控制物体排开液体的体积相同，液体密度不同，而实验中存在的问题是：没有控制物体在水、酒精、盐水中排开的体积相等，故小明不能得出“物体受到的浮力大小与液体的密度有关”的结论。(2) 液体的密度相等，排开液体的体积不相等，测力计的示数不相等，说明排

17、开液体的体积不等，物体所受的浮力不相等，即物体排开液体的密度相等时，所受浮力大小与排开液体的体积有关。5. 【答案】(1) b、c(2) 4；液体密度【解析】(1) 由b、c两图可知，液体的密度相同(液体都为水)，排开液体的体积不同，测力计的示数不同，则物体受到浮力不同，可得出：浸在同种液体中的物体所受浮力大小跟物体排开液体的体积有关。(2) 由图乙知，物体的重力G=6N,物体浸没在这种液体中时测力计的示数为2N，则物体受到的浮力F、=GF=6N2N=4N；浮由图甲知，物体的重力G=6N，物体浸没在水中时测力计的示数为1N,则此时物体受到的浮力F、=GF=6N1N=5N；浮由实验知，浸在液体里

18、的物体受到的浮力大小还跟液体的密度有关。6. 【答案】(1) 2.7(2) 0.1(3) 物体排开液体的体积；液体密度(4) 200；减小【解析】(1) 弹簧测力计的分度值为0.1N,步骤A所示弹簧测力计的示数为2.7No(2) 由铜块的重力和表中对应的示数，在实验步骤B中，铜块所受浮力F=GF=2.7N2.6N=0.1N。浮(3) 实验步骤由B到步骤D,铜块浸入水的体积越来越大，弹簧测力计示数F越来越小，则物体受到的浮力越来越大，说明浮力大小与物体排开液体的体积有关；实验步骤A、E、F,物体排开液体的体积不变，改变的是液体的密度，因弹簧测力计示数不同，根据F、=G-F一物体浮示受到的浮力大小

19、不同，可以说明浮力大小跟排开液体的密度有关。(4) 在步骤E、F中，铜块受到的浮力分别为=2.7N-2.4N=0.3N、F=浮水浮液体2.7N-2.3N=0.4N,铜块排开液体的体积等于其本身的体积，根据浮力产生的原因，步骤B中铜块下表面受到水的压力等于其受到的浮力F一=0.1N，步骤B中铜块下表面受到水的压强浮p=浮=200Pa。S5X104m2在B的基础上，把弹簧测力计的拉环固定在铁架台上，缓慢向烧杯内加水，增大了铜块排开液体的体积，浮力增大，由F、=GF一可知，F一减小。浮示示7. 【答案】与5；浮力与浸入液体的体积成正比=吋-"】S=p液宇-0=P液妙浸(1) 多个；不同(2

20、) 1与4或2F浮=F2(3)【解析】(1) 在实验的过程中，为了获得普遍的规律，应选用不同体积的物体进行探究，故应选多个物体进行实验；实验中应控制浸入水中的体积不同，测出其受到的浮力。(2) 由表格中的1和4或2和5中的数据可知，物体的体积不同，浸入水中的体积相同，浮力相同，故F、一与V无关；浮物根据序号1和2和3中的实验示意图及数据可知，同一个物体，浸入水中的体积越大，受到的浮力越大，即结论是：同一物体浸入水中，浮力与浸入液体的体积成正比。(3)由图可知，上表面没有浸入水中，则上表面受到的水的压力：F=0。上下表面受到的压强为：P=P、亠9心；下表面受到的压力为：F=PS=P、亠9心S。下

21、液3下下液3则物体受到的浮力为：F=FF=p_9h3S=p/U。浮下上液3液浸8. 【答案】(1) 向清水中加盐能使鸡蛋上浮(2) 1.4(3) 无关；a、b、c；(或a、b、d)；越大(4) 2.4X1039. 【答案】(1)1(2) 液体密度(3)(3) 控制变量法10. 【答案】(1)1.1(2)3；4(3) 体积；无关11. 【答案】(1)密度(2)体积(3) 深度(4) 小解析】(1)图甲中弹簧测力计的示数等于物体的重力，丙中液体是水，戊中液体是盐水。图丙和戊中，物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，测力计的示数不同，由此可知：物体在液体中所受浮力的大小跟液体的密度有关。(2)图乙

22、和丙中的液体都是水，液体的密度相同，物体排开液体的体积不同，测力计的示数不同，由此可知：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。(3) 图丙和丁中，物体浸没在水中的深度不同，但测力计的示数相同，由此可知：物体在液体中所受浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关。(4) 图丁中，物体浸没在水中，弹簧测力计示数较大，说明受到的浮力较小；图戊中，物体浸没在盐水中，弹簧测力计示数较小，说明受到的浮力较大。因浮力是物体受到液体上下表面的压力差图丁中物体受到的浮力小，故图丁中物体上下表面所受的液体压力差比图戊中的小。12. 【答案】(1)3(2)弹簧测力计的示数减小(3) 不同物体【解析】(1) 由弹簧测力计示数知：石块的重力G=3N。(2) 如图乙、丙所示，挂在弹簧测力计挂钩上的石块浸入水中时，小明通过观察发现弹簧测力计的示数减小，说明“浸在水中的石块受到竖直向上的浮力的作用”。(3) 小明要得出“浸在液