第十讲02第2节 浮力实验 课件含视频

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实验1 探究浮力大小与哪些因素有关
实验2 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
探究浮力大小与哪些因素有关(黄冈2020.15；孝感2018.13)
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物体浸在液体中的体积
例1　在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，小明提出了如下猜想：(g取10 N/kg)猜想与假设猜想1：浮力的大小可能跟液体的密度有关；猜想2：浮力的大小可能跟物体浸在液体中的体积有关；猜想3：浮力的大小可能跟物体浸没的深度有关；猜想4：浮力的大小可能跟物体的密度有关．
(1)小明列举了四个常识支持他的猜想，其中能够支持猜想1的是常识________．(填序号)
设计与进行实验为了验证上述猜想，小明设计了以下一系列实验，如图甲所示．
(2)实验前应在竖直方向对弹簧测力计进行________．实验时，弹簧测力计在读数时，视线应与弹簧测力计的刻度线__________. (3)实验时烧杯中的水要“适量”，水“适量”的标准是：物体能够________在水中，且不接触烧杯底.
(4)下表是小明通过上述实验操作得到的相关数据，其中第⑤次实验操作中铜块受到的浮力为________N.
分析现象和数据，总结结论(5)从②到③的过程中，弹簧测力计的示数不变，说明铜块受到的浮力________，可以验证猜想________是错误的．
(6)为了验证猜想2，可对比___________(填实验序号)的两组实验数据，可知浮力的大小跟物体浸在液体中的体积______(选填“无关”或“有关”).(7)对比②⑤两组实验数据，得出的初步结论是：浮力的大小跟_________有关.
(8)为了验证猜想4，小明选取的铝块和铜块的________应相等，通过对比_____________(填实验序号)的两组实验数据，可知猜想4是______(选填“正确”或“错误”)的．
交流与反思(9)(2022齐齐哈尔改编)通过实验数据，可以求出铜块的体积为_______m3，铜块的密度为________kg/m3，盐水的密度为________kg/m3.(10)(2021广安改编)当铜块从接触水面开始，到浸没于水中，直至浸没到更深位置(未触底)，在图乙中能表示出此过程中铜块所受浮力F与浸入水中深度h关系的图像是________(选填“①”或“②”).
(11)[方案改进](2022泰州)同组的小月在进行实验时，发现把物块从水中浸没到盐水中后，物块受到的浮力变化却不明显，她想出了下列四种实验改进方案，其中不可行的是________．(填字母)A. 换用体积更大的同种物块B. 换用密度比水小得多的液体C. 换用精确程度更高的测力计D. 利用现有器材进行多次实验
(12)[创新装置](2020十堰)为了检验“浸没在液体中的固体所受浮力与固体形状有关”的猜想是否正确，小明找来了一个50 g的橡皮泥块进行实验．将橡皮泥块捏成长方体，用细线系住挂在弹簧测力计上，并浸没于水中，弹簧测力计示数为0.3 N；再取出橡皮泥块捏成圆柱体，并浸没于水中，弹簧测力计示数为0.3 N．小明的实验证明，上述猜想是________(选填“错误”或“正确”)的．
1．实验原理：称重法测浮力2．弹簧测力计的使用与读数3．实验方法：控制变量法4．实验器材的选取5．实验操作与注意事项6．分析表格数据或现象，总结实验结论[孝感2018.13(1)]7．多次实验的操作和目的
8．实验评估与改进[黄冈2020.15]9．实验图像的绘制与分析(F浮－V，F浮－h)10．浮力公式的相关计算11．用实验结论解释生活现象
探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系
1. 实验注意事项(1)溢水杯中的液体要达到溢水口．(2)实验过程中，物体不能接触容器．
2. 误差分析(1)若按如图甲所示步骤进行测量，所测物体所受浮力偏大．(2)若按如图乙所示步骤进行测量，所测排开液体的重力偏小．
3. 实验结论浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于①_____________________________.
物体排开的液体所受到的重力
例2　如图甲所示是小明同学“探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系”的实验步骤：①用测力计测出物体所受的重力；②把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中，读出这时测力计的读数，同时用小桶收集物体排开的水；③测出小桶和排开水所受的总重力；④测出小桶所受的重力．
设计与进行实验(1)图甲①中存在一处错误，该错误是________________．纠正错误后，该实验的合理顺序为___________(填序号).(2)小明将实验过程中测量的数据记录在下面的表格中，请根据图示将表格补充完整．
(3)根据表格中的数据，可初步得出结论：浸在液体中的物体所受浮力的大小______物体排开液体所受的重力．
交流与反思(4)要完成本实验，实验过程中物体________(选填“一定”或“不一定”)要浸没在水中．(5)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求平均值B. 用原来的方案将水换成酒精进行实验C. 用原来的方案将物块换成体积不同的其他物块进行实验
(6)[创新装置](2021龙东改编)实验完成后，小明又进行了如下深入探究：将溢水杯中注满水放在电子秤上，如图乙所示，其示数为m1；将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没，待杯中水停止外溢时，如图丙所示，其示数为m2，则m1________m2(选填“>”“＝”或“<”).
(7)(2022枣庄)同学小刚也对实验进行了改进，装置如图丁所示．实验时小刚逐渐向下移动水平横杆，使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中，观察到弹簧测力计A的示数逐渐________，弹簧测力计B的示数逐渐______；若弹簧测力计A的示数变化量为ΔFA，弹簧测力计B的示数变化量为ΔFB，则它们的大小关系是ΔFA________(选填“>”“＝”或“<”)ΔFB.
1．实验器材2．溢水杯的使用3．弹簧测力计的使用和读数4．实验测量步骤补充及排序5．多次测量的具体操作及目的6．分析现象和数据，总结结论7．误差分析8．浮力相关计算
探究浮力大小与哪些因素有关(黄冈2020.15；孝感2018.13) 1. [2018孝感13(1)题3分]为了探究影响浮力大小的因素．甲、乙、丙图是小方同学的实验过程(整个过程为同一物块，g取10 N/kg).由图可知：(1)由以上实验过程及数据分析可得：物块所受浮力大小与____________有关．(2)该物块浸没在水中所受的浮力为______N．(3)物块的密度为_________kg/m3.
2. (2022十堰41题3分)在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，小明提出如下猜想：A. 可能与液体密度有关B. 可能与物体浸在液体中的体积有关C. 可能与物体密度有关D. 可能与物体浸没在液体中的深度有关他们领取的实验器材有：柱形铁块一个、弹簧测力计一个、一杯水(适量)、细线(体积忽略不计).
(1)只用这些器材，可以验证上述猜想中的B和________(选填字母序号)是否正确．(2)如图是探究猜想B的实验过程，将铁块悬挂在弹簧测力计下静止在空气中时，弹簧测力计示数为F1；将铁块部分浸入水中时，弹簧测力计示数为F2，此时铁块受到的浮力大小表达式为F浮＝________(用题中物理量符号表示).将铁块浸没在水中时，弹簧测力计示数为F3，则F2________F3(选填“大于”“小于”或“等于”).分析比较F1、F2、F3的大小与浮力的关系，可以得到结论：铁块浸在水中的体积越大，受到的浮力越大．
3. (2020黄冈15题4分)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：把玻璃瓶放入装水的溢水杯中，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________________________.
探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系4. (2017孝感12题6分)下列A、B、C、D四幅图是“探究浮力的大小与排开水所受重力关系”的过程情景．请根据图示完成下面的填空．(1)实验中所用圆柱体的重力为________N.(2)在情景图B中存在的错误是________________．(3)纠正错误后，继续实验，在情景C时圆柱体受到浮力F浮＝________N.(4)圆柱体排开的水所受的重力G排＝______N.
(5)实验结果表明：浸在水中的物体受到的浮力________物体排开水所受到的重力．(6)纠正错误后，圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中，水对溢水杯底的压强__________(选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”).
浮力拓展创新实验(孝感2019.13)5. (2019孝感13题6分)如图所示，有一柱状的薄透明玻璃容器(在它的外面贴有表示高度的刻度纸)和一底面积是20 cm2，高8 cm，并刻有高度的圆柱体(密度大于水的密度，用细线系着).某实验小组利用这两个器材探究：当物体浸入柱状容器的水中时，水对容器底增大的压强与水对物体的浮力之间有什么关系．
他们先往容器中加水至10.00 cm刻度处(图中已标出)，再用细线吊着圆柱体，让圆柱保持竖直浸入到水中的深度h先后是：2.00 cm、4.00 cm、6.00 cm、8.00 cm，读出容器底到水面对应增加的深度Δh，利用阿基米德原理公式和液体压强公式分别计算出对应的浮力F浮和水对容器底增加的压强Δp，结果如下表：
(1)分析表中数据可知：当圆柱体浸入柱状容器的水中时，水对容器底增大的压强与水对物体的浮力成________，如果物体浸没后继续增大它在水中的深度，F浮和Δp都______(选填“增大”“不变”或“减小”).
(2)同学们又从另一个角度讨论了这种关系的成因：当物体浸入水中时，水对物体施加了竖直向上的浮力，由于____________________________，物体对水也会施加大小相等的竖直向下的压力，使容器底部增大的压力大小为F浮(柱状容器底面积为S)，那么Δp＝________(用所给物理量字母表示).
物体间力的作用是相互的