实验10 探究浮力大小与哪些因素有关（原卷版）

实验10探究浮力大小与哪些因素有关一、浮力1.浮力的定义：浸在液体（或气体）中的物体受到竖直向上的力，这个力叫做浮力。注意：“浸在”包括“部分浸入”和“全部浸入（即浸没）”两种情况，也就是说浸没在液体内部和浮在液体表面的物体都受到浮力的作用。2.浮力的方向：竖直向上。无论物体的形状如何、是否运动，也无论液体（静止的液体）如何放置，浸在液体中的物体受到的浮力的方向总是竖直向上的。3.浮力的施力物体与施力物体（1）浮力的施力物体：液体（或气体）。（2）浮力的受力物体：浸在液体（或气体）中的物体。二、探究浮力大小的影响因素【提出问题】浮力的大小跟哪些因素有关？【猜想与假设】（1）游泳池里越往深水区走，所受的浮力越大，由此猜想：浮力的大小可能与物体浸在液体中的体积或浸没深度有关；（2）鸡蛋在纯水中会下沉，但在浓盐水中却能漂浮，由此猜想：浮力大小可能与液体的密度有关；（3）木头在水中漂浮，但铁块在水中下沉，由此猜想：浮力的大小可能与浸没在液体中的物体密度有关。【进行实验】实验目的变量控制图示现象及分析探究结论探究浮力的大小与物体浸没深度的关系同一物体浸在同一液体中，物体浸没的深度不同乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数相同，即浮力相同浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关探究浮力的大小与物体浸入液体的体积的关系液体的密度相同，同一物体浸入液体的体积不同乙、丙两种情况下弹簧测力计示数不同，即浮力不同，F1>F2物体受到的浮力与物体浸入液体的体积有关探究浮力的大小与液体密度的关系同一物体浸在液体中的体积相同，液体密度不同乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数不同，即浮力不同，F2>F1物体受到的浮力于液体的密度有关探究浮力的大小与物体密度的关系两个体积相同、质量不同的物体，浸入在同一液体中甲、乙两种情况下弹簧测力计的示数差相同，即浮力相同物体所受的浮力与物体的密度无关【总结归纳】浮力的大小只跟液体的密度和物体浸入液体的体积有关（与物体的形状、材料、浸没的深度、液体的多少无关）。在液体密度相同时，浸入液体的体积越大，物体受到的浮力越大；在浸入液体的体积相同时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。（2024•前郭县校级一模）为了“探究浮力的大小跟哪些因素有关”，某兴趣小组的同学用同一物块进行了如图所示的操作，并记下物块静止时弹簧测力计的示数，如图所示。（1）小组同学通过比较甲、乙两次实验，得到“浮力的大小与物块浸没的深度有关”的结论，产生错误的原因是；（2）通过比较甲、丙两次实验，得出浮力的大小与有关；（3）该组的同学根据测得的数据计算出：物块的重力为N，密度为kg/m3（已知：g＝10N/kg，ρ盐水（2024•邹城市校级三模）在探究“浮力大小与什么因素有关”的实验中，所用器材为，材料相同、体积不同的长方体物块A、B，两只相同的烧杯，内装等量清水，并利用这些器材进行了如图所示的四步实验。（1）为了准确测出物体的重力，把物体悬挂在竖直的弹簧测力计下端的挂钩上，当测力计和物体都时，读出测力计的示数。物体A在水中所受浮力的大小为N；（2）比较以上四次实验，总结浮力大小与物体排开液体体积关系的实验结论是；（3）小强同学想继续探究浮力大小与液体密度是否有关，他向乙烧杯中加盐并不断搅拌（液体体积不变），通过比较甲、乙两烧杯中A、B两物块所受浮力大小得出结论。小明认为这样的方案不可行，因为没有控制物体排开液体的体积相同，于是在以上方案的基础上提出了两种改进：①向上提物块B，使两烧杯中液面，比较此时A、B两物块所受浮力大小是否相等；②向上提物块B，使两物块所受浮力，比较两烧杯中液面的高度是否相同。（2024•永修县校级模拟）小明在厨房帮妈妈煮饺子，发现饺子刚入锅时沉在水底，一段时间后会鼓起来，煮熟后漂浮在水面上。小明猜想，物体受到的浮力大小可能与它排开液体的体积有关，于是设计实验进行探究。如图，他把适量沙子装入气球，并充入少量空气，制成一个“饺子”进行了如下实验。实验中充入“饺子”的空气质量忽略不计。（1）弹簧测力计是物理实验中常用的测量工具，该实验前应在方向调零，如图甲所示，该测力计的分度值是N，用弹簧测力计测出“饺子”的重力G＝N；（2）如图乙所示，将“饺子”浸入水中，“饺子”沉底，它受到的浮力F乙与其重力G的大小关系为F乙G；（填“＞”“＜”或“＝”）（3）用测力计把“饺子”竖直拉离水底，在水中静止，测力计的示数如图丙所示，它受到的浮力F丙＝N；（4）向“饺子”中充入适量空气，使其体积变大再浸入水中，测力计的示数如图丁所示，此时它受到的浮力为F丁，则F丁与F丙的大小关系为F丁F丙；（填“＞”“＜”或“＝”）（5）向“饺子”中充入更多的空气，浸入水中，“饺子”排开水的体积更大，最终漂浮在水面上，如图戊所示。至此，小明验证了自己的猜想，即物体受到的浮力大小与它排开液体的体积有关，且排开液体的体积越大，所受浮力越。（2024•顺德区校级二模）为了探究“液体内部的规律”和“浮力的影响因素”小华找来一平底薄壁硬塑料管、烧杯、水、盐水、天平、刻度尺和细沙，进行下面的实验。在塑料管内装入适量的细沙，并用天平测出细沙与塑料管的总质量，然后把塑料管放在水或盐水中竖直漂浮，并用刻度尺测出液面到塑料管口的长度，把各项数据记录在下面的表格内。（塑料管底面积为2cm2）表（一）（甲）表（二）（乙）次数123次数456塑料管与沙质量m/g101216塑料管与沙质量m/g9.61214.4液面到塑料管口长度h/cm542液面到塑料管口长度h′/cm654（1）分析表一（或表二）中的1、2、3或4、5、6数据可知，同种液体的内部压强随增加而增大，分析表一和表二中的1和5或数据可知，液体内部压强大小还与液体的密度有关；（2）分析表一（或表二）中的1、2、3或4、5、6数据可知，浸在液体中物体受到的浮力大小随着物体增加而增大，分析表一和表二中的2与6数据可知，影响浸在液体中的物体受到浮力大小的影响因素是；（3）表一中第3次实验塑料管底部受到水的压强是Pa；表二中盐水的密度是kg/m3。（2024•西藏）在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，操作步骤如图所示。（1）操作乙中，物体受到的浮力为N；（2）分析比较操作甲、乙、丙可得出的初步结论是：当液体的密度相同时，越大，浸在液体中的物体受到的浮力越大；（3）已知水的密度是1.0×103kg/m3，实验所用物体的密度为kg/m3；（g取10N/kg）（4）根据图中给出的信息，你还可以分析得出什么结论？（写出一条即可）（2024•山西）小明发现木头在水中是漂浮的，而铁块在水中会下沉，他猜想浮力的大小与浸在液体中的物体的密度有关。为此他进行了如下探究，请你帮助他完成实验。实验思路：（1）选取体积相同、不同的物体A和B分别浸没在水中，测出其所受浮力并进行比较。实验过程：（2）按照实验思路依次进行如图所示的操作，从甲图中可知物体A所受的浮力为N。观察乙图可知物体B在水中受到的拉力为N，并计算出物体B所受的浮力。实验结论：（3）分析实验数据，可得出初步结论：。（2024•雨花台区校级模拟）在“探究影响浮力大小因素”的实验中，小开同学准备了以下实验器材：电子秤、足够高的柱形薄壁容器（质量为100g）、金属块（质量为400g）、轻质细杆、水、盐水。实验步骤如图所示，其中A、B、C、D容器中是水，E容器中是盐水。（1）在C步骤中合金块浸没在水中受到的浮力为N；（2）分析图A、B、C、D可知，浮力的大小与有关，与无关；（3）小开在E中倒入等质量的盐水，可知浮力的大小还与有关；（4）C、D两图中金属块上表面与下表面的压力差分别为ΔF1、ΔF2，则ΔF1ΔF2（选填“大于”“等于”或“小于”）；（5）分析实验数据可知盐水的密度为kg/m3，若E步骤中物体未完全浸没就开始读数，则测得的盐水密度会（选填“偏大”“偏小”或“不变”）；（6）小开发现只需把E中的液体换成其他等质量的未知液体，就可以利用A、D、E三个步骤测出未知液体的密度，若该仪器所能测量的最大未知液体密度为2g/cm3，则电子秤能测量的最大质量至少为g。（2024•重庆模拟）如图1所示，小田在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验时，用弹簧测力计吊着圆柱形物体逐渐浸入水中，再将圆柱形物体逐渐浸入盐水中。（1）比较A、B、C三次实验，说明物体越大，物体所受浮力越大。（2）为了探究物体所受浮力的大小与液体密度的关系，应该比较A、三次实验。（3）在步骤D中，圆柱体浸没后向下移动但未触底的过程中，其上下表面受到水的压力差（选填“变大”、“变小”或“不变”）。（4）小田利用实验中的数据计算出圆柱形物体的密度为g/cm3，如果将圆柱形物体浸入水中后，圆柱形物体吸水，会使圆柱形物体密度的测量值（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。（5）回到家后，小田效仿历史上“曹冲称象”的故事，在家利用水盆、小碗、柱状玻璃杯、足量的水、刻度尺和记号笔等，测量小玻璃珠的密度。实验步骤如下：①如图2甲所示，将装有一定数量小玻璃珠的碗放入盛有水的水盆中，使碗漂浮在水面上，用记号笔在碗外壁上标记水面的位置；②如图2乙所示，往柱状玻璃杯内倒入适量的水，用刻度尺测量出柱状玻璃杯水面的高度h1＝13cm；③将碗中所有小玻璃珠放入柱状玻璃杯中，用刻度尺测量出柱状玻璃杯水面对应的高度h2＝15cm，如图2丙所示；④将柱状玻璃杯中的水慢慢倒入漂浮在水盆中的空碗内，，用刻度尺测量出柱状玻璃杯中剩余水面对应的高度h3＝9cm，如图2丁所示（请将步骤④补充完整）；⑤根据以上测量，请推导出小玻璃珠的密度为g/cm3，若步骤④中将水从柱状玻璃杯倒入空碗中时，有部分水溅出到水盆中，则密度测量值（选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。（2024•泰山区校级二模）某兴趣小组的同学完成了以下实验。（1）实验1：测量酸奶的密度。①用调节好的天平测量烧杯和适量酸奶的总质量，当天平平衡时，如图甲所示，烧杯和酸奶的总质量为g；②将烧杯中的部分酸奶倒入量筒中，用天平测量烧杯和剩余酸奶的总质量为60.2g；③如图乙所示，量筒中酸奶的体积为cm3；④计算出这种酸奶的密度为kg/m3。（2）实验2：探究“浮力大小与哪些因素有关”。实验步骤如下：如图丙所示，先将盛有水的容器放在电子秤上，然后用手提着系有细线的规则圆柱体将其缓缓地浸入水中，同时记下圆柱体下表面所处的深度h和电子秤显示的相应的质量m，记录数据如表所示。已知圆柱体的高度为8cm，当h＝8cm时，用弹簧测力计测得细线对圆柱体的拉力为0.8N。水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。h/cm02468101214m/kg2.002.042.082.122.162.162.162.18①实验过程中，电子秤示数逐渐增大时，细线对圆柱体的拉力逐渐（选填“增大”或“减小”）；②当h＝8cm时，圆柱体受到的浮力大小为N；③分析表中数据可知：圆柱体的密度为g/cm3。1（2024•惠山区模拟）在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，小明把一个饮料罐慢慢按入水中，感觉用力越来越大，由此猜想浮力大小可能与物体浸入液体中的深度有关，于是他和学习小组的同学一起设计了如图所示的实验步骤：（1）物体在b步骤中所受浮力大小为N