1、微专题 10-浮力相关实验 知识 解读 探究浮力大小的实验一般有两类： 一是探究影响浮力大小的因素， 二是验证阿基米德原理的 实验。 一、根据称重法测量浮力； 二、采用控制变量法探究影响浮力大小的因素； 三、会设计实验验证阿基米德原理。 典例 解读 例 1、小冉在探究“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 0.1 N 的弹簧测力计，底面积为 5 cm 2、高度为 6 cm 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)小冉进行了如图所示的实验：A 步骤所示弹簧测力计的示数为_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
2、、D、E、F 所示(液体均未溢出)， 并将其示数记录在下表中： 实验步骤BCDEF 弹簧测力计示数/N2.62.52.42.42.3 (2)在实验步骤 B 中铜块所受浮力 F浮=_N。 (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)小冉用表格中的数据算出了某种液体的密度是_kg/m 3(结果保留一位小 数)，还算出了步骤 B 中铜块下表面受到水的压强是_Pa，并发现步骤 B、C、D 中铜块下表面受到水的压强随着深度的增加逐渐_ (选填“增大”或“减小”)。 (5)小冉在步骤 B 的基础上继续探究：保持铜块下表面所处的
3、位置不变，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”)；当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出)，烧杯底部受到水的压 强增加了Pa。(已知在一定范围内，弹簧受到的拉力每减少 0.1 N，弹簧的 长度就缩短 0.1 cm) 【答案】(1)2.7(2)0.1(3)排开液体的体积液体的密度 (4)1.310 3 200增大(5)减小420 【解析】本题考查探究浮力大小的实验。 (1)测力计的分度值为 0.1 N，由指针位置可知，A 步骤所示弹簧测力计的示数为 2.7 N。 (2)由表格数据可知，在实验步骤 B 中拉力为 2.6 N，则步骤
4、 B 中铜块所受浮力 F浮=G-F拉=2.7 N-2.6 N=0.1 N； (3)由 A、B、C、D 所示实验可知物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大，由此可 知：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。由 A、E、F 实验可 知，物体排开液体体积相同而液体密度不同，物体受到的浮力不同，这说明物体排开相同体 积的液体时，所受浮力大小跟液体密度有关。 (4)V=5 cm 26 cm=30 cm3=310-5m3，浸没时，V 排=V， 在 F 图中，F浮=2.7 N-2.3 N=0.4 N， 由 F浮=液gV排可得：液=1.310 3kg/m3； 由浮力产生的原因可知，步骤
5、 B 中铜块下表面受到水的压力 F=F浮=0.1 N。 下表面受到水的压强 p= =200 Pa， 由 B、C、D 中数据可知，F拉逐渐减小，根据 F浮=G-F拉可知，浮力增大，即下表面受到水的压 力增大，受力面积不变，由 p= 可知，p 逐渐增大，即铜块下表面受到水的压强随着深度的 增加逐渐增大。 (5)缓慢向烧杯内加水，排开水的体积增大，则浮力变大，根据 F浮=G-F拉可知，弹簧测力计 的示数逐渐减小； 由 F浮=水gV排可得： V排=110 -5m3， 此时铜块浸入水的深度： h1=0.02 m=2 cm， 故当圆柱体完全浸没时，浸没深度 h=6 cm，故受到的浮力 F浮=F浮= 0.1
6、 N=0.3 N，由于在一定范围内，弹簧受到的拉力每减少 0.1 N，弹簧的长度就缩短 0.1 cm， 例 2、小强为了“探究浮力的大小跟排开的液体所受重 因此当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出)，此时拉力减小 0.3 N-0.1 N=0.2 N，则弹簧的长 度缩短 0.2 cm=0.002 m，因此应该倒入的水的高度h=6 cm-2 cm+0.2 cm=4.2 cm 因此烧杯底部受到水的压强增加值p=水gh=1.010 3kg/m310 N/kg4.210-2m=420 Pa 力的关系”，做了如下的实验：(弹簧测力计每小格示数为 0.5 N). (1)请在 A 图中画出被测物体所受力的示意图
7、。 (2)你认为更为合理的实验顺序是_。 (3)通过实验你得到的结论是：浸在液体中的物体，所受浮力的大小等于 _。 (4)请你根据小强在实验中获得的数据，计算物体的体积是_m 3；你认为通过本实验 获得的数据_ (选填“能”或“不能”)计算出此物体的密度。 (5)请你指出实验中的注意事项(说出一条即可)。_。 培优 训练 一、选择题 1、小英同学在探究“浮力的大小等于什么”时，做了如图所示的实验，四步实验中弹簧测 力计的示数 F1、F2、F3、F4，下列等式正确的是() A.F浮=F2-F3B.F浮=F4-F3C.F浮=F2-F1D.F浮=F2-F4 二、填空题 1、某同学利用一只弹簧测力计和
8、装有适量水的杯子，测出了一颗小石块的密度。测量方法 如下： (1)用细线将小石块拴好，用弹簧测力计测出它的重力，记为G； (2)再将小石块浸没在水中，用弹簧测力计测出石块受到的拉力，记为F； 利用测出的物理量可得：小石块在水中受到的浮力是_，小石块的密度 _ (水的密度用水表示)。 2、小明同学在探究影响浮力大小的因素时，做了如图所示的实验。请你根据小明的实验探 究回答下列问题。 【答案】(1)如图(2)DABC 或 ADBC(3)物体排开液体所受到的重力 (4)110 -4 能 (5)物体要缓慢浸入水中，弹簧测力计要尽量竖直，弹簧测力计要调零等，合理即可 【解析】此题是探究阿基米德原理的实验
9、，要注意步骤的排列和计算等问题。 (1)在 A 图中，由于没有浸入水中，所以它只受重力和拉力两个力的作用，并且属于平衡力。 (2)排列实验顺序时，一定要注意不能最后测量空桶的重力，因此排列顺序为 ADBC 或 DABC。 (3)通过实验发现，浸在液体中的物体，所受浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力。 (4)通过实验发现小桶的重力 G0=0.5 N，排开水和桶的总重力 G=1.5 N，因此排开水的重力 G排=G-G0=1 N，因此排开水的质量 m排=0.1 kg，则排开水的体积 V排=110 -4m3，由于浸没， 排开水的体积等于物体的体积，根据密度公式=即可求得密度。 (5)实验中，注意弹
10、簧测力计的使用注意事项(比如：调零、要竖直拉着物体等)、物体要缓慢 浸入水中。 (1)在 C 与 E 两图中， 保持了排开液体的体积不变， 研究浮力与_的关系； 根据 A 与 E 两图所标的实验数据，可知物体浸没在盐水中所受的浮力为_N。 (2)小明对 ABCD 四个步骤进行了观察研究，发现浮力的大小有时与深度有关，有时与深 度又无关。 (3)在小明实验的基础上， 根据有关实验数据， 可以计算出盐水的密度为_kg/m 3。 3、某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材，按照如图所示的步骤，探究浮力 的大小与排开液体所受重力的关系 (1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力，其中石块的重
11、力大小为_N. (2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为_N.石块排开的水所受 的重力可由_(填字母代号)两个步骤测出 (3) 由 以 上 步 骤 可 初 步 得 出 结 论 ： 浸 在 水 中 的 物 体 所 受 浮 力 的 大 小 等 于 _ (4)为了得到更普遍的结论，下列继续进行的操作中不合理 的是_ A. 用原来的方案和器材多次测量取平均值 B. 用原来的方案将水换成酒精进行实验 C. 用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验 (5)另一实验小组在步骤 C 的操作中，只将石块的一部分浸在水中，其他步骤操作正确，则 _(选填“能”或“不能”)得到与(3)相同的结
12、论 4、芳芳进行探究鸡蛋受到浮力大小与哪些因素有关。如图，请仔细观察图，并回答下列问 题： (1)从 A、B 两图可知，鸡蛋在水中受到的浮力是_N。 (2)根据 B、C 两图实验，芳芳就得出了鸡蛋受到的浮力大小与液体的密度有关。你认为这种 探究方法对吗？_ (选填“对”或“不对”)，如果不对，理由是 _。 5、八年级 6 班的同学用如图所示的实验装置探究“浮力的大小与物体排开液体的体积的关 系”，实验中物体排开液体的体积，可由物体上的刻度线显示出来。小刚通过实验得到 了表一中的实验数据。 表一 (1)分析表一中的实验数据，小刚得出的实验结论是 _-。 (2)小刚在和小强进行交流时发现，小强虽然
13、和自己得出了相同的实验结论，但实验中使用 的液体和记录的实验数据并不完全一样。表二为小强记录的实验数据。 表 二 实验 次数 水的密度 /kgm -3 物体排开液体 的体积 V/cm 3 物体的 重力 G/N 测力计的 示数 F/N 浮力 F浮/N 1 110 3 4021.60.4 25021.50.5 36021.40.6 他们在对两人的实验数据进行综合分析后，发现：浮力的大小除了与排开液体的体积有 关外，还与_有关。 实验 次数 酒精的密度 /kgm -3 物体排开液体 的体积 V/cm 3 物体的重 力 G/N 测力计的 示数 F/N 浮力 F浮/N 1 0.810 3 4021.70
14、.3 25021.60.4 36021.50.5 (3)在对比两人数据时他们还发现，即使在不同液体中，物体也能受到一样大的浮力。而且 浮力大小相等时，酒精的密度小，排开酒精的体积就大；水的密度大，排开水的体积就 小。受此启发，小强提出了关于浮力大小的一个新的猜想：浮力的大小可能跟 _相等。 (4)于是，两人又用如图所示的装置进行了 多次实验， 发现每次实验中弹簧测力计 的四个读数 F1、F2、F3、F4之间都满足 关系式_，由此验证了小强 新的猜想是正确的。 实验后发现他们得 到的实验结论和阿基米德原理是一致 的。 (5)阿基米德原理作为浮力的普遍规律，表一、表二中的实验数据都应符合这一实验结
15、论。 小刚却发现表一中 1、 3 两次数据与这一实验结论并不相符。 他与小强仔细分析后认为， 这是由于实验中测量存在误差引起的。请写出一个引起测量误差的具体原 因：。 微专题 10-浮力相关实验 例 1、 【答案】(1)2.7(2)0.1(3)排开液体的体积液体的密度 (4)1.310 3 200增大(5)减小420 【解析】本题考查探究浮力大小的实验。 (1)测力计的分度值为 0.1 N，由指针位置可知，A 步骤所示弹簧测力计的示数为 2.7 N。 (2)由表格数据可知， 在实验步骤 B 中拉力为 2.6 N， 则步骤 B 中铜块所受浮力 F浮=G-F拉=2.7 N-2.6 N=0.1 N；
16、 (3)由 A、B、C、D 所示实验可知物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大，由此可 知：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。由 A、E、F 实验可 知，物体排开液体体积相同而液体密度不同，物体受到的浮力不同，这说明物体排开相同体 积的液体时，所受浮力大小跟液体密度有关。 (4)V=5 cm 26 cm=30 cm3=310-5m3，浸没时，V 排=V， 在 F 图中，F浮=2.7 N-2.3 N=0.4 N， 由 F浮=液gV排可得：液=1.310 3kg/m3； 由浮力产生的原因可知，步骤 B 中铜块下表面受到水的压力 F=F浮=0.1 N。 下表面受到水的压强
17、 p= =200 Pa， 由 B、C、D 中数据可知，F拉逐渐减小，根据 F浮=G-F拉可知，浮力增大，即下表面受到水的 压 力增大，受力面积不变，由 p= 可知，p 逐渐增大，即铜块下表面受到水的压强随着深度的 增加逐渐增大。 (5)缓慢向烧杯内加水，排开水的体积增大，则浮力变大，根据 F浮=G-F拉可知，弹簧测力计 的示数逐渐减小； 由 F浮=水gV排可得： V排=110 -5m3， 此时铜块浸入水的深度： h1=0.02 m=2 cm， 故当圆柱体完全浸没时，浸没深度 h=6 cm，故受到的浮力 F浮=F浮= 0.1 N=0.3 N，由于在一定范围内，弹簧受到的拉力每减少 0.1 N，弹
18、簧的长度就缩短 0.1 cm， 因此当所加水使铜块刚好浸没时(水未溢出)，此时拉力减小 0.3 N-0.1 N=0.2 N，则弹簧的 长 度缩短 0.2 cm=0.002 m，因此应该倒入的水的高度h=6 cm-2 cm+0.2 cm=4.2 cm 因此烧杯底部受到水的压强增加值p=水gh=1.010 3kg/m310 N/kg4.210-2m=420 Pa 例 2、 【答案】(1)如图(2)DABC 或 ADBC(3)物体排开液体所受到的重 力 (4)110 -4 能 (5)物体要缓慢浸入水中，弹簧测力计要尽量竖直，弹簧测力计要调零等，合理即可 【解析】此题是探究阿基米德原理的实验，要注意步
19、骤的排列和计算等问题。 (1)在 A 图中，由于没有浸入水中，所以它只受重力和拉力两个力的作用，并且属于平衡力。 (2)排列实验顺序时，一定要注意不能最后测量空桶的重力，因此排列顺序为 ADBC 或 DABC。 (3)通过实验发现，浸在液体中的物体，所受浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力。 (4)通过实验发现小桶的重力 G0=0.5 N，排开水和桶的总重力 G=1.5 N，因此排开水的重力 G排=G-G0=1 N，因此排开水的质量 m排=0.1 kg，则排开水的体积 V排=110 -4m3，由于浸没， 排开水的体积等于物体的体积，根据密度公式=即可求得密度。 (5)实验中，注意弹簧测力计的
20、使用注意事项(比如：调零、要竖直拉着物体等)、物体要缓 慢 浸入水中。 培优 训练 一、选择题 1、A 【解析】根据称重法可知，浮力等于物体在浸入液体前后的弹簧测力计示数之差，所以 F浮 =F2-F3；根据浸在液体中的物体受到向上的浮力作用，浮力大小等于物体排开液体受到的重 力。所以 F浮=F4-F1。故选 A。 二、填空题 1、GF G GF_ 水 2、 （1）液体密度_2.4_（3）_1.2103_ 3、(1)3.8(2)1.4AD(3)它排开的水所受的重力(4)A(5)能 【解析】(1)由图 B 可知，弹簧测力计的分度值为 0.2 N，石块的重力为 3.8 N ；(2)由图 C 可知，石
21、块浸没在水中时弹簧测力计的读数为 2.4 N，则石块受到的浮力F浮GF3.8 N 2.4 N1.4 N，图 A 测量的是空桶的重力，图 D 测量的是桶与排开水的总重力，因此根据 这两步可以求出排开水的重力；(3)物体排开水的重力为 2.6 N1.2 N1.4 N，根据计算 结果可知，石块受到的浮力等于石块排开水的重力；(4)为了得到普遍的结论，应该更换不 同的液体或者更换不同的物体进行实验， 不能用相同的实验器材多次测量求平均值， 求平均 值是为了减小测量浮力的误差，不能得到普遍性的结论；(5)将石块一部分浸入水中，其他 条件不变，仍然可以得到相同的结论 4、 (1)0.5(2)不对没有控制鸡
22、蛋排开液体的体积不变 【解析】本题考查浮力大小探究实验。根据称重法计算鸡蛋在水中受到的浮力：F浮=G-F=0.6 N-0.1 N=0.5 N。因为浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积两个因素有关，所以研究浮 力与液体密度有关时， 必须控制物体排开的液体体积不变， 该实验中同时改变了物体排开液 体的体积和液体密度，所以该实验不正确。 5、(1)在同一种液体中，物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大 (2)液体的密度 (3)物体排开液体的重力的大小 (4)F1-F3=F4-F2(5)弹簧测力计估读造成的误差；由刻度线显示排开液体的体积造成的误 差(任选其一) 【解析】本题考查浮力知识的实验探究。
23、(1)分析表一中的数据可以看出，在同种液体中， 物体排开液体的体积越大，物体所受到的浮力就越大。(2)通过分析表一和表二中的数据还 可以发现，浮力大小不仅跟排开液体的体积有关，而且还跟液体的密度有关。(3)进一步分 析两组数据， 可以发现浮力相等的情形中液体密度大的时候排开液体的体积就小， 液体密度 小的时候排开液体的体积就大，由此可以猜想浮力的大小可能等于物体排开液体受到的重 力。(4)题图中 F1-F3为物体所受浮力的大小，F4-F2为物体排开液体的重力，它们相等时说明 小强新的猜想是正确的。(5)造成测量误差的原因很多，比如来自弹簧测力计读数方面的， 来自物体排开液体体积的读数时视线的位置方面的等。
