2022年通用物理中考微专题-浮力-10-7　浮力相关实验（含答案）

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 cm2、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、D、E、F所示(液体均未溢出)，并将其示数记录在下表中：

(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/m3(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)

例2、小强为了“探究浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系”，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。

(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_________m3；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-F3          B.F浮=F4-F3          C.F浮=F2-F1         D.F浮=F2-F4

二、填空题

1、某同学利用一只弹簧测力计和装有适量水的杯子，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ρ＝_________ (水的密度用ρ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。

(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/m3。

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

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。

(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)1.3×103　200  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；

(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 cm2×6 cm=30 cm3=3×10-5m3，浸没时，V排=V，

在F图中，F浮′=2.7 N-2.3 N=0.4 N，

由F浮′=ρ液gV排可得：ρ液== ≈1.3×103kg/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=ρ水gV′排可得：

V′排===1×10-5m3，

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Δh=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Δp=ρ水gΔh=1.0×103kg/m3×10 N/kg×4.2×10-2m=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)1×10-4　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=1×10-4m3，由于浸没，

排开水的体积等于物体的体积，根据密度公式ρ=即可求得密度。

(5)实验中，注意弹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。

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、G－F    __ρ水

2、（1）液体密度__2.4__（3）_1.2×103__

3、(1)3.8 　 (2)1.4 　 AD　 (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＝G－F＝3.8 N－2.4 N＝1.4 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 N－1.2 N＝1.4 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)①弹簧测力计估读造成的误差；②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。(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。