2021年中考物理三轮冲刺过关 专题10 浮力实验问题解决思路 （学生版）

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解决专题问题策略
重点实验1：探究浮力大小与哪些因素有关的实验
说明：
1.比较图B和C可知,物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
2.比较图C和E可知,物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
3.比较图C和图D可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
4.图E中物体受到浮力大小为0.8N。
5.比较图C和E可知,水对杯底部的压强大于酒精对杯底部的压强。
重点实验2：验证阿基米德原理实验
a b c d
说明：
1.实验更合适的操作顺序是：b、 a 、c 、d。
2.实验中溢水杯倒水必须有水溢出后才能做实验，否则会出现浮力大于物体排开水的重力.
3.此实验弹簧测力计的示数关系是：Fa-Fc=Fd-Fb
4.实验结论：物体受到的浮力等于物体排开液体的重力.
数学表达式：F浮＝G排＝ρ液gV排。
5.注意事项：
(1)实验选取的石块、弹簧测力计、烧杯的规格一定要恰当，以便测量顺利的进行，比如：石块、木块太大而放不进烧标中；
(2)测量各种力时，弹簧测力计一定要在装置整体静止时读取结果，并注意量程和分度值；
(3)操作过程中将石块放入液体中时一定要轻、要小心，以免碰到杯壁将杯打破或将水溢出，造成不应有的失误甚至伤害到人。
中考典型例题解析
【例题1】(2021大连二模)小雪在学习了阿基米德原理之后，在家里自己动手制作了如图所示的装置，他想通过这个装置来验证阿基米德原理的正确性，以下是他的实验过程：
①在弹簧下方挂着一个空小桶，并在小筒的下方挂上重物G；
②将一水杯放在升降机上，像溢水杯中装满水，调节升降机高度至水面，刚好到达重物G下表面；
③记录弹簧下端指针所指的刻度尺的位置L1；
④缓慢升高升降机，让重物G完全浸没入水中后，继续升高溢水杯到某一高度，用小烧杯A承接溢出的水，同时记录指针所指位置L2；
⑤保持升降机的位置不动，将烧杯A中的水倒入空桶中，同时记录此时指针所在位置L3，(整个过程重物G始终没有碰到溢水杯底部)。
(1)在实验④的过程中，弹簧的拉力变化曲线如下图所示，正确的是
(2)小雪将烧杯A中的水倒入空桶中，通过 现象，证明阿基米德原理成立。
(3)实验④⑤过程中，重物G的高度变化情况是如下图，正确的是
(4)你认为这样设计实验的好处是 。
【例题2】(2021山东东营二模)如图所示，物理兴趣小组用金属块研究浮力的实验。
(1)金属块浸没在水中时，受到的浮力是 N。
(2)比较 (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 (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。
(4)金属块的密度为 kg/m3。
(5)在实验中，排除测量误差因素的影响，兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力，请指出实验操作中可能造成这种结果的原因： 。
(6)纠正了错误，继续实验，兴趣小组得出结论：物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力。有同学对此结论提出质疑，他认为仅采用浸没的金属块做实验不具备普遍性，使用漂浮的蜡块做实验未必遵循以上结论。针对这个质疑，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、蜡块、细线、量筒、烧杯、小木块、小桶、轻质塑料袋(质量可忽略)、适量的水。请你根据需要选择器材并设计实验，研究使用漂浮的蜡块做实验是否遵循兴趣小组所得出的结论。
实验器材： ；
实验步骤： ；
分析与论证： 。
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1.(2020四川乐山)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______N；
(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c、e两次实验，可探究物体所受浮力大小与______的关系；
(4)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。
2.(2020贵州毕节)如图所示是探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系实验。
(1)把物体慢慢浸入水中直到全部没入的过程中，物体受到的浮力逐渐变_____(填“大”或“小”)；
(2)物体浸没在装满水的溢水杯后，水会流入空桶中，各步骤中弹簧测力计的示数已在图中标明，通过实验可得：F浮＝G排＝_____N。
3．(2020苏州)小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素。
(1)小明列举了三个常识，分别做出了三个猜想，其中符合常识1的是猜想 (填序号)。
(2)为了验证上述猜想是否正确，小明依次做了如下实验：
①根据A、B、C的结果，可得猜想1是 (正确/错误)的；根据A、C、D的结果，可得猜想1是 (正确/错误)的。深入分析上述现象，可得：浮力大小与 有关，与浸入液体的深度 ；
②接下来根据A、D和E (能/不能)对猜想2进行验证；
③为验证猜想3，小明在老师的指导下，将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度。接着他仿照步骤D进行实验，发现此时测力计示数小于1.8N，便认为该猜想是正确的。小明在该实验环节中存在的问题是 。
4.(2020湖北黄冈)木块在水中漂浮，铁块在水中下沉｡浮力的大小是否跟物体的密度有关呢？兴趣小组同学用溢水杯、质量不计的薄壁玻璃瓶、若干完全相同的透明塑料杯、水、浓盐水、蜂蜜、食盐、细沙等器材进行了如下实验：
第一步∶往玻璃瓶里装满水并拧紧盖子；
第二步∶把玻璃瓶放人装水的溢水杯中，用塑料杯接住溢出来的水(如图)；
第三步∶将玻璃瓶里的物质分别换成浓盐水、蜂蜜、食盐、细沙并装满，重复以上实验；
第四步∶比较每次溢出来水的体积｡
请回答下列问题∶
(1)溢水杯里水的多少应该以______为准｡
(2)若每次溢出来水的体积_____，则初步说明物体所受的浮力与物体的密度无关，否则与物体的密度有关｡
(3)本实验是通过比较每次溢出来水的体积来比较浮力，这里运用了______的思想方法，其依据是______｡
5．(2021河北衡水三模)在“探究影响浮力大小因素”的实验中，一组同学提出了4种猜想．
小华：浮力大小与液体密度有关；
小红：浮力大小与物体浸入液体的体积有关；
冬冬：浮力大小与物体所受的重力有关；
玲玲：浮力大小与物体的形状有关．
他们找来了体积相同的A、B两块实心金属块、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等仪器．按照图中所示规范地完成了实验，记录了如表所示的实验数据
观察表中数据，回答下列问题：
(1)根据表格中实验数据，可知A物体浸在液体中的体积为60cm3时，物体A所受浮力大小为 N；表格中标有“△”的位置的数据应该是 ；
(2)通过分析比较第 次实验数据，能够说明小华同学的猜想是正确的；分析比较第 次实验数据，能够说明小红同学的猜想是正确的；
(3)为了验证冬冬同学的猜想，他们选择了第 次实验数据，他们发现浮力大小与物体所受的重
力 (选填“无关”或“有关”)；
(4)要验证玲玲的猜想，同学们又找来了一块橡皮泥，他们把橡皮泥捏成不同形状，先后放入水中，发现有的漂浮在水面上，有的下沉．他们由此得出结论：浮力的大小与物体的形状有关．请指出他们实验方法的错误之处： ．
6．(2021上海二模)某小組同学在“探究物体在液体中所受向上的力与哪些因素有关”实验中，用弹簧测力计拉着一个圆柱体，测力计示数为F0．现将圆柱体悬空放置在一个烧杯中，倒入液体A，圆柱体的下表面到液面的深度为h，记录下此时弹簧测力计的示数为F以及F0和F的差为△F．接着，将液体A替换为液体B，重复上述实验，记录数据如下表一、二所示。
表一 液体A(ρA＝0.8×103千克/米3)
表二 液体B (ρB＝1.0×103千克/米3)
①根据实验序号1与2与3或5与6与7的数据，分析比较弹簧测力计的示数F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系，可得出的初步结论是：同一物体在同种液体中， 。
②根据实验序号1与2与3或5与6与7的数据，分析比较△F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系，可得出的初步结论是：同一物体在同种液体中， 。
③根据实验序号1与5或2与6或3与7的数据，分析比较△F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系，可得出的初步结论是 。
④本实验中，圆柱体的重力为 牛，高度为 厘米。
7．(2021湖北荆州二模)在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，请你根据图所示实验操作，从中选出一些图，针对某一个因素进行研究，并通过分析弹簧测力计的示数，说明你的探究结果．

(1)探究的因素是： ．选用的图是： (填图中的序号)．
(2)小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”，他找来薄铁片，烧杯和水进行实验，实验步骤如下：
步骤一：将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底；
步骤二：将铁片弯成“碗状”再放入水中，它漂浮在水面上．
①通过分析可知，第一次铁片受到的浮力 第二次铁片受到的浮力(选填“大于”、“等于”或“小于”)；
②小明得出：物体受到的浮力与其形状有关，小明得出错误结论的原因是：他只关注了铁片
形状的改变，忽视了 对浮力大小的影响．
常识
猜想
常识1：木头漂在水面，铁钉沉在水底
常识2：轮船从长江驶入大海，船身会上浮一些
常识3：人从泳池浅水区走向深水区，感觉身体变轻
猜想1：与浸入液体的深度有关
猜想2：与液体的密度有关
猜想3：与物体的密度有关
次数
金属块
物体重力/N
液体密度 g/cm3
物体浸在液体中的体积/cm3
测力计的 示数/N
1
A
5
1.0
20
4.8
2
A
5
1.0
60
4.4
3
A
5
1.0
100
4.0
4
A
5
1.2
100
△
5
B
3
1.2
100
1.8
实验序号
h(厘米)
F(牛)
△F(牛)
1
3
8.5
1.5
2
6
7
3
3
9
5.5
4.5
4
12
5
5
实验序号
h(厘米)
F(牛)
△F(牛)
5
3
8.5
1.2
6
6
7.6
2.4
7
9
6.4
3.6
8
12
6
4