备考2024年中考物理重难点精讲精练：88-热点45 与浮力有关的实验（精讲）

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中考物理热点复习精讲精练热点45与浮力有关的关验（精讲） 实验一 探究浮力大小与哪些因素有关 实验器材弹簧测力计、物体(ρ物>ρ液)、烧杯、水、盐水等实验装置实验步骤(1)测量物体所受的重力,如图(a) (2)把物体浸没在水中不同深度处,分别读出弹簧测力计的示数,如图(c)(d)所示(3)让物体浸在水中的体积逐渐变大,分别读出弹簧测力计的示数,如图(b)(c)所示。 (4)把同一物体浸没在密度不同的液体中,分别读出弹簧测力计的示数,如图(d)(e)所示。实验方法控制变量法。(1)探究浮力与物体浸在液体中的体积的关系:控制物体浸在同一液体中,改变物体浸在液体中的体积 。(2)探究浮力的大小与液体密度的关系:控制物体浸在液体中的体积和深度不变,改变液体的密度。(3)探究浮力与浸没的深度的关系:控制物体浸没在同一液体中,改变 物体浸没的深度。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,浮力就越大 。浮力的大小与浸没在液体中的深度无关。       实验二、探究浮力大小与物体排开液体所受重力的关系 实验器材弹簧测力计、物体(ρ物>ρ液)、溢水杯 、小桶、细线、水、盐水。实验装置实验过程(1)测量物体排开液体受到的重力的方法:先测出空桶重G1，如图丁,再测出桶和溢出水的总重G2,如图丙，则排开的液体所受重力G排=G2一G1。(2)用称重法测浮力:F浮=G-F拉 ，如图甲、乙。(3)比较F浮与G排的大小得出结论实验结论浸在液体中的物体所受浮力大等于它排开的液体所受的重力，即F浮=G排 典例讲解例1.物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关“实验中，用弹簧测力计挂着一实心圆柱体，以下图a、b、c、d、e分别为实验情景。（g取10N/kg）（1）通过a、c两次实验，可知物体浸没在水中所受浮力大小是 　   　（2）通过 　   　、　   　两次实验，可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系；（3）通过比较b、c两次实验，可以探究浮力大小与 　   　的关系；（4）通过c、e两次实验，可探究物体所受浮力大小与 　   　的关系；（5）在某种液体中进行探究的过程中，记录实验数据，得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像，则该液体的密度为 　   　kg/m3；（6）通过计算可以知道物体的密度是 　   　kg/m3，圆柱体高度为 　   　cm。【分析】（1）根据称重法求出物体在水中受到的浮力；（2）探究物体所受浮力大小与浸没深度是否有关，需控制物体排开液体的体积和液体的密度不变，据此分析；（3）分析b、c两次实验，找出相同量和不同量，根据称重法测浮力：F浮＝G﹣F知所受浮力的不相同，据此分析；（4）分析c、e两次实验，找出相同量和不同量，根据称重法测浮力：F浮＝G﹣F知所受浮力的不相同，据此分析；（5）求出物体在液体中的浮力的大小，由于物体全部浸没在两种液体中，排开的液体的体积是相同的，根据阿基米德原理列出关系式，求出液体的密度；（6）根据图中数据应用称重法算出物体受到的浮力，根据阿基米德原理得出圆柱体排开水的体积，进而得出圆柱体的体积，由密度公式算出圆柱体的密度，由图像得出圆柱体的高度。【解答】解：（1）通过a、c两次实验知，物体在水中受到的浮力为：F浮c＝G﹣FC＝2N﹣1.5N＝0.5N；（2）探究物体所受浮力大小与浸没深度是否有关，需控制物体排开液体的体积和液体的密度不变；分析c、d两次实验，当物体都块浸没在水中后，物体浸没的深度不同，故可探究物体所受浮力大小与浸没深度是否有关；（3）由图b、c所示实验可知，液体密度相同，物体排开液体的体积不同，该实验可以探究浮力大小与排开液体体积的关系；（4）由图c、e所示实验可知，物体排开液体的体积相同而液体密度不同，该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系；（5）实验步骤c中，物体受到的浮力为：F浮c＝0.5N；实验步骤e中，物体受到的浮力为：F浮e＝G﹣Fe＝2N﹣1.6N＝0.4N；因物体均浸没，所以V排水＝V排液，根据阿基米德原理可知：＝；所以该液体的密度为：ρ液＝×ρ水＝×1.0×103kg/m3＝0.8×103kg/m3；（6）由称重法知物体受到的浮力为：F浮＝G﹣Ff＝2.0N﹣1.6N＝0.4N，根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排知圆柱体的体积为：V＝V排＝＝＝5×10﹣5m3，圆柱体的密度为：ρ＝＝＝＝4×103kg/m3；由上述实验数据还知道，当深度为4cm时，弹簧测力计的示数不再减小，说明圆柱体的高度为4cm。故答案为：（1）0.5N；（2）c、d；（3）排开液体体积；（4）液体密度；（5）0.8×103；（6）4×103；4。例2．小红设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。（1）实验的最佳顺序是 　   　。A.甲、乙、丙、丁B.丁、甲、乙、丙C.乙、甲、丁、丙（2）图乙中物体受到的浮力是 　   　N，物体排开水的重力是 　   　N。通过实验可得到的结论是：浸在液体中的物体，受到的浮力大小等于它 　   　。（3）以下情况会影响结论的是 　   　。A.图甲中水面未到达溢水杯的溢水口B.图乙中物体未全部浸没在水中（4）将图乙中的水换成酒精（ρ酒精＝0.8×103kg/m3），物体受到的浮力 　   　。（填“变大”“变小”或“不变”）（5）小红利用上述实验中的器材和木块，探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”，实验过程中 　   　步骤不需要弹簧测力计。（填“甲”“乙”“丙”或“丁”）【分析】（1）分别读出空桶的重力、物体的重力、物体浸没水中时弹簧测力计的示数、桶和溢出水的重力，桶和溢出水的重力与空桶的重力之差即为排开水的重力；（2）物体所受的浮力等于物体的重力减去浸入液体时弹簧测力计的示数；物体排开液体的重力等于桶和排开水所受的重力减去空桶的重力，然后比较浮力和排开水所受的浮力得出结论；（3）溢水杯的水没装满，会使溢出的水的重力偏小；（4）根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排分析解答；（5）物体漂浮在水面上时受到的浮力等于物体的重力，此时不需要用弹簧测力计提着木块，据此分析图示答题。【解答】解：（1）最合理的实验顺序是：丁、测出空桶的重力；甲、测出物体所受到的重力；乙、把物体浸在装满水的溢杯中，测出测力计的示数；丙、测出桶和排开的水受到的重力；故正确顺序为：丁、甲、乙、丙，故B正确；（2）空气中物体的重力为G＝2N；水中弹簧测力计的示数为F′＝1N，物体在水中受到的浮力为：F浮＝G﹣F′＝2N﹣1N＝1N；由图丁可知，空桶的重力G桶＝0.5N，由图丙可知，水和桶的重力G总＝1.5N，所以溢出水的重力为：G排＝G总﹣G桶＝1.5N﹣0.5N＝1N，根据计算结果，可见F浮＝G排，说明浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开的液体受到的重力；（3）A．图乙中水面未到达溢水杯的溢水口，物体放入溢水杯时，先要使溢水杯满了才可以向外排水，故在此过程中，物体受到的浮力大于排出的水的重力，故A符合题意；B．图乙中物体未全部浸没在水中，物体排开液体的体积小，排开液体的重力小，浮力也小，仍然能得出浮力等于排开的液体受到的重力，对实验没有影响，故B不符合题意；故选：A；（4）将图乙中的水换成酒精（ρ酒精＝0.8×103kg/m3），液体的密度减小，但物体排开液体的体积不变，根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排知浮力减小；（5）物体漂浮在水面上，受到的浮力等于它的重力，测量漂浮的物体受到的浮力时，不需要用弹簧测力计提着物体，即乙步骤不需要弹簧测力计。故答案为：（1）B；（2）1；1；排开液体的重力；（3）A；（4）变小；（5）乙。