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精练06 浮力实验探究-浙江中考科学复习易错点重难点精炼
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精练06 浮力实验探究
【知识储备】
1. 探究浮力大小跟哪些因素有关
由于液体对物体浮力的大小跟液体的密度和排开液体的体积有关,所以在进行实验探究时要运用控制变量法.
(1)探究浮力大小与液体密度的关系时,要保持物体排开液体的体积不变,改变液体的密度;
(2)探究浮力大小与物体排开液体体积的关系时,要保持液体的密度不变,改变物体排开液体的体积.
2. 探究物体的浮沉条件
浸没在液体中的物体可以有两种方法来判断物体的浮与沉
(1)根据物体在液体中受到的浮力与重力的大小关系来判断:当F浮>G时,物体上浮;当F浮<G时,物体下沉;当F浮=G时,物体悬浮.
(2)根据液体密度与物体密度的相对大小来判断:当ρ液>ρ物时,物体上浮;当ρ液<ρ物时,物体下沉;当ρ液=ρ物时,物体悬浮.
3. 利用浮力知识测密度的实验
(1)若ρ物>ρ液,物体完全浸入液体中,根据阿基米德原理公式F=ρ液gV排及称重法公式F浮=G-F,可求出V排=;又因为G=mg=ρ物gV物,此时V物=V排,可得ρ物= ρ液.根据此式,已知ρ液,可求出ρ物;已知ρ物,可求出ρ液.
(2)若ρ物<ρ液,物体漂浮在液面上,根据物体漂浮条件G物=F浮=ρ液gV排;利用大头针可使物体完全浸入液体中,求出物体的体积V;物体的密度ρ物===.
【专题精炼】
1.(2023•温州一模)为证明空气浮力的存在,科学兴趣小组利用自行车气嘴、矿泉水瓶、细绳、气球等器材进行了如下实验:
步骤一:在矿泉水瓶盖和底部上各钻一个小孔,将两个自行车气嘴分别固定在瓶盖和底部,将气球用细绳与底部的气嘴绑紧,如图甲所示。打开瓶盖,使瓶内外气压一致,再拧紧瓶盖不漏气。
步骤二:关闭气嘴2,打开气嘴1;用气泵向矿泉水瓶充入气体,待手压瓶子感觉较硬时停止充气;用天平称出整个装置的质量为m1。
步骤三:关闭气嘴1,打开气嘴2;让瓶内的高压气体进入气球,至气球停止胀大;称出整个装置的质量为m2。
步骤四:比较m1与m2的大小。
(1)实验装置的气密性是本实验成功的关键,写出一种检查图甲装置气密性的方法: 用天平称出整个装置的质量为m1保持不变 。
(2)本实验能验证气球在空气中受到浮力,其依据是m1 > m2。
(3)实验中,小组同学发现气球与气嘴2之间漏气,于是设计了如图乙所示的改进型实验装置:将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上,调节配重质量使二者保持静止,用气泵往密闭玻璃容器内缓慢压入空气,观察到 金属球会上升,配重下降 现象,说明金属球受到空气浮力的作用。
【解答】解:(1)若本实验装置的气密性良好,则用天平称出整个装置的质量为m1保持不变;
(2)在步骤三中:关闭气嘴1,打开气嘴2;让瓶内的高压气体进入气球,至气球停止胀大,则气球受到的浮力变大,称出整个装置的质量为m2。本实验能验证气球在空气中受到浮力,其依据是m1>m2;
(3)如图乙所示的改进型实验装置:将一空心金属球与配重通过细线悬挂在定滑轮上,调节配重质量使二者保持静止,空心金属球与的体积明显大于配重的体积,用气泵往密闭玻璃容器内缓慢压入空气,金属球受到空气浮力的作用(比配重受到的浮力大),故观察到金属球会上升,配重下降现象,说明金属球受到空气浮力的作用。
故答案为:(1)用天平称出整个装置的质量为m1保持不变;(2)>;(3)金属球会上升,配重下降。
2.(2022秋•温州期末)在学习了浮力的相关知识后,某学习小组想进一步研究物体在空气中所受的浮力与气体密度之间的关系。他们利用如图甲所示装置进行实验,拉力传感器能显示拉力的大小,实验过程中钟罩内温度保持不变。多次改变钟罩内的气体密度,记录拉力传感器的示数F的变化,并将实验结果绘制成如图乙所示图像。
(1)实验中,小明改变钟罩内的气体密度的操作是 打开止水夹,推拉注射器活塞 。
(2)根据图乙,可得出结论: 当物体排开空气的体积一定时,空气密度越大,物体在空气中所受的浮力越大 。
(3)同组的小红取一气球装入少量水,吹鼓后扎紧,替代塑料小球重复上述实验。已知相同条件下,气体密度越大,气压越大。请预测,当钟罩内气体密度变大时,拉力传感器示数可能出现的变化,并说明理由。 拉力传感器示数变大。因为当钟罩内气体密度变大时,钟罩内气压增大,气球体积减小,排开空气的体积变小,气体密度增大对浮力的影响大于排开气体体积减小的影响。
【解答】解:(1)实验中,小明改变钟罩内的气体密度的操作是打开止水夹,推拉注射器活塞。
(2)图中塑料小球处于静止状态,受力情况为:G=F拉+F浮,由图乙可知,空气密度越大,拉力传感器的示数越小,而小球的重力G一定,因此所受浮力越大,据此可得出结论:当物体排开空气的体积一定时,空气密度越大,物体在空气中所受的浮力越大。
(3)同组的小红取一气球装入少量水,吹鼓后扎紧,替代塑料小球重复上述实验。当钟罩内气体密度变大时,钟罩内气压增大,气球体积减小,排开空气的体积变小,气体密度增大对浮力的影响大于排开气体体积减小的影响,所以拉力传感器示数变大。
故答案为:(1)打开止水夹,推拉注射器活塞;
(2)当物体排开空气的体积一定时,空气密度越大,物体在空气中所受的浮力越大;
(3)拉力传感器示数变大。因为当钟罩内气体密度变大时,钟罩内气压增大,气球体积减小,排开空气的体积变小,气体密度增大对浮力的影响大于排开气体体积减小的影响。
3.(2022秋•萧山区校级月考)小科为了探究“浸在水中的物体所受浮力与浸入深度的关系”,将一挂在弹簧测力计下的长方体金属块缓缓浸入水中(水足够深),在长方体接触容器底之前,分别记下长方体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F,实验数据如下表,并且在实验结束后将物体所受的浮力大小及弹簧测力计示数与浸入深度的关系用图像表示出来,其图像如图所示:
次数
1
2
3
4
5
6
8
h/cm
0
2
4
6
8
10
14
F/N
6.75
6.25
5.75
5.25
4.75
4.50
4.50
(1)图中能够表示金属块所受浮力与金属块的下表面到水面距离h关系的图像为 b (选填“a”或“b”);
(2)分析表格数据,小科得出了物体在浸没前所受浮力的大小跟物体浸入液体的深度有关的结论。小明认为小科的结论是错误的,其原因是 排开液体体积也在变,不符合控制变量法 。
【解答】解:(1)根据表格数据可得弹簧测力计示数F和h的关系:随h的增大,F先减小再不变,根据称重法F浮=G﹣F,物体重力G不变,所以随着金属块的下表面到水面距离h增大,金属块所受浮力先增加再不变,故图像为b;
(2)要得出物体在浸没前所受浮力的大小跟物体浸入液体的深度有关的实验,需要控制浮力的影响因素液体密度和物体排开的液体体积一定,但小科实验中深度改变的同时,物体排开的液体体积也在变化,不符合控制变量法,所以结论是错误的。
故答案为:(1)b;(2)排开液体体积也在变,不符合控制变量法。
4.(2022•金华模拟)小明学习了浮力知识后,利用家中的物品做了几个小实验。
(1)小明把小萝卜放入水中,小萝卜漂浮在水面上,此时它受到的浮力为F浮,重力是G萝,那么F浮 = G萝(选填“>”、“<”或“=”)。
(2)小明把小萝卜从水里捞出擦干,再放入足够多的白酒中,小萝卜沉底了,此时排开白酒的体积V排与小萝卜的体积V萝的关系是V排 = V萝(选填“>”、“<”或“=”)。
(3)小明还想测量小萝卜的密度,于是找来一个圆柱形茶杯、刻度尺和记号笔。具体做法如下:
①如图甲所示,在茶杯中倒入适量的水,在水面处用记号笔做好标记,用刻度尺测量出水面到茶杯底的竖直距离为h0;
②如图乙所示,将小萝卜轻轻地放入水中静止后,用刻度尺测量出此时的水面到茶杯底的竖直距离为h1;
③将茶杯中的水全部倒出,取出小萝卜擦干,再向杯中慢慢地倒入白酒直至 标记线 为止;
④如图丙所示,将小萝卜轻轻地放入白酒中静止后,用刻度尺测量出此时的白酒液面到茶杯底的竖直距离为h2。
(4)水的密度用ρ水来表示,请你用ρ水、h0、h1、h2写出小萝卜的密度表达式ρ萝= h1-h0h2-h0ρ水 。
【解答】解:(1)由题可知,小萝卜漂浮在水面上,可得娄受到的浮力F浮与重力是G萝相等,即F浮=G萝;
(2)由题可知,小萝卜放在酒中沉底了,可得:V排=V萝;
(3)由题可知,萝卜在酒中沉底,测出萝卜放入酒后液面上升的高度,即可根据V=Sh计算萝卜的体积,容器为柱形,因此只需测出变化的高度即可,根据题意,在未放入萝卜时,应把白酒倒至与水面齐平的位置,即标记处;
(4)设圆柱形苶杯的底面积为S,萝卜在酒中沉底,可知其排开酒的体积等于萝卜的体积,即V萝=S(h2﹣h0),
萝卜在水中漂浮,F浮=G萝;其排开水的体积V排水=S(h1﹣h0),
可得:ρ水V排水g=ρ萝V萝g,
解得萝卜的密度:
ρ萝=ρ水V排水V萝=ρ水S(h1-h0)S(h2-h0)=h1-h0h2-h0ρ水。
故答案为:(1)=;(2)=;(3)③标记处;(4)h1-h0h2-h0ρ水。
5.(2021秋•义乌市月考)为了直观验证阿基米德原理,小明改进了实验装置,如图所示,把弹簧测力计上端固定在铁架台上,用粗铁丝做一个框,挂在弹簧测力计挂钩上。在粗铁丝框上端悬吊一个金属块,下面放一小杯。铁架台的支架上放置一只溢水杯,溢水杯跟金属块、粗铁丝框、小杯都不接触。
(1)平稳缓慢地抬高放有溢水杯的支架,使金属块完全浸没入水中(如图甲→乙→丙),在此过程中,弹簧测力计示数保持不变,说明 金属块受到的浮力等于排开液体所受的重力 。
(2)然后再平稳缓慢地降低溢水杯支架,使金属块完全离开水面(如图丁),可以计算出图丙中金属块所受到的浮力约为 1.2 牛,此时浮力的测量数值将比真实数值 偏大 (填“偏大”或“偏小”),原因是 金属块完全离开水面时要带一些小水滴,使重力G测的数值偏大 。
【解答】解:(1)平稳缓慢地抬高溢水杯支架,使金属块完全浸没入水中(如图甲→乙→丙),弹簧测力计示数保持不变,则表明在此过程中金属块到的浮力等于排开液体所受的重力;
(2)由图丙、丁可知,弹簧测力计的分度值,0.2N,图丁G=4.4N,图丙F示=3.2N,
图丙中金属块所受到的浮力约为:
F浮=G﹣F示=4.4N﹣3.2N=1.2N;
金属块完全离开水面时要带一些小水滴,使重力G测的数值偏大,根据F浮=G﹣F示可知,此时浮力的测量数值比真实数值将偏大。
故答案为:(1)金属块受到的浮力等于排开液体所受的重力;(2)1.2;偏大;金属块完全离开水面时要带一些小水滴,使重力G测的数值偏大。
6.(2020秋•莲都区期末)某科学兴趣小组为验证阿基米德原理做了相关实验,实验步骤如下(如图甲所示):
①将石块挂在弹簧测力计上,读出弹簧测力计的示数G物;
②将空桶挂在弹簧测力计上,读出弹簧测力计的示数G空桶;
③溢水杯中装满水,将石块缓缓地放入水中直至浸没,读出弹簧测力计的示数F1;
④将装有溢出水的小桶挂在弹簧测力计上,读出弹簧测力计的示数F2;
(1)图甲①中弹簧测力计的示数为 2.2 N;
(2)小科和同组的小明根据相关实验数据分别画出了A、B两条不同的曲线(如图乙),其中能正确描述浮力F与时间t的关系的曲线是 A (选填“A”或“B”);
(3)按照上述操作步骤,当实验中的测量结果满足 G物﹣F1=F2﹣G空桶 关系时(用G物、G空桶、F1、F2表示),则该实验说明物体浸在水中时阿基米德原理成立;
(4)以下关于该实验的说法,正确的是 B 。
A.图②中空桶内有少量水会影响阿基米德原理的正确得出
B.图③中溢水杯内未盛满水会影响阿基米德原理的正确得出
C.若用木块等漂浮物体不能验证阿基米德原理
D.通过上述实验步骤能直接得出结论:F浮=ρ液gV排液
【解答】解:(1)图甲中,测力计的分度值为0.2N,弹簧测力计的示数F1=2.2N;
(2)在同种液体中,物体排开液体体积越大,所受浮力越大,所以物体下表面开始进入水中,就会受到液体浮力,进入深度增大,排开液体体积增大,由F浮=ρ液gV排可知,浮力增大,由F示=G﹣F浮可知,弹簧测力计示数减小,当物体上表面进入水中,深度再增加时,物体排开液体体积不再变化,浮力也就不变了,弹簧测力计示数不再变化,即随着金属块浸入水中深度的增大,浮力先增大后不变,浮力与时间的关系曲线为A;
(3)图①测出了物体的重力,图③测量的是物体浸在水中弹簧测力计的拉力,物体受到的浮力等于重力减去弹簧测力计的拉力,所以图中①③两个步骤是为了测量浮力的大小;
由实验过程可知,物体浸没液体中受到的浮力:F浮=G物﹣F1,物体排开液体的重力:G排=F2﹣G空桶,如果满足:G物﹣F1=F2﹣G空桶,可以证明:浸入液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开的液体所受重力的大小。
(4)A.图②中小桶内有少量水,物体排开水后,小桶重力的两次示数之差仍为排开水的重力,不影响实验结果,故A错误。
B.图③中溢杯内未盛满水,则测得排开水的重力会偏小,会影响验证结果,故B正确。
C.漂在水面的物体也排开了一定体积的液体,阿基米德原理也适用于漂浮的物体,故C错误。
D.上述实验步骤能得出的是F浮=G排,而F浮=ρ液gV排液是经过推导得出的,故D错误。
故答案为:(1)2.2N;(2)A;(3)G物﹣F1=F2﹣G空桶;(4)B。
7.(2020秋•越城区期末)某校九年级二班的同学在学习“探究浮力的大小等于什么”这节课后。小组反复讨论,改进了老师的实验,改进后的实验装置如图:其中A、B是弹簧测力计,C为重物,D为薄塑料袋(质量不计),E是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞以及弯曲玻璃管自制的溢水杯,杯中加入红色的水,F是可升降平台,G为铁架台。
(1)实验前,在选择A、B两个弹簧测力计时,很多同学认为选择任何规格的弹簧测力计都可以,而小军同学认为应选择 相同规格 的弹簧测力计。
(2)实验中。同学们逐渐调高平台F,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧测力计A的示数 减小 ;弹簧测力计B的示数 增大 (选填“增大”、“减小”或“不变”).比较弹簧测力计A的示数变化量△FA和弹簧测力计B的示数变化量△FB,它们的大小关系是△FA = △FB(选填“>”、“<”或“=”)。
(3)通过分析,你认为改进后的装置优点是什么:(请写出一条) 使用可调节的平台,可以形象观察到物体溢出液体体积的变化 。
【解答】解:
(1)在选择A、B两个弹簧测力计时,应选择相同规格的便于读数;
(2)重物浸入水中的体积越来越大时,排开液体的体积变大,
根据F浮=ρ液gV排可知,重物受到的浮力变大,
∵F浮=G﹣F′
∴弹簧测力计A的示数F′=G﹣F浮变小;
又∵重物浸入水中的体积越来越大时,溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大,
∴弹簧测力计B的示数变大;
根据阿基米德原理可知,物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等,
∴弹簧测力计A示数的变化量FA'和弹簧测力计B示数的变化量FB′相等。
(3)改进实验中,把水变为红色是为了增加可见度;
使用可调节的平台,可以形象观察到物体溢出液体体积的变化;
使用铁架台是为了固定弹簧秤方便老师讲解。
故答案为:
(1)相同规格;
(2)减小;增大;=;
(3)使用可调节的平台,可以形象观察到物体溢出液体体积的变化。
8.(2022•义乌市一模)小明学习了浮力知识后,在家中进行了“物体浮沉条件”等相关研究,过程如下:
①图甲和乙:取两个完全相同的玻璃杯,倒入等体积的水和白酒,液面高度均为h0;
②图丙:把萝卜放入装有水的玻璃杯中,萝卜漂浮在水面上,此时液面高度为h1;
③图丁:把乙中的部分白酒倒入丙中,萝卜沉底,此时液面高度为h2;
④图戊:倒出若干白酒后,乙中剩余白酒液面高度为h3。
请回答以下问题:
(1)把部分白酒倒入丙中后,萝卜受到的浮力变 小 ,从而使萝卜沉底。
(2)若不考虑水和白酒混合前后体积变化,ρ水表示水密度,请你用相关字母表示萝卜的密度ρ萝= ρ水h1-h0h2-2h0+h3 。
(3)若图丙中的萝卜会吸水,且吸水后质量和体积均变大,但仍处于漂浮状态,此时的液面高度为h′1。则h′1 = h1(选填“>”、“=”或“<”)。
【解答】解:(1)萝卜漂浮时,浮力等于自身的重力,萝卜沉底时,浮力小于自身的重力,且萝卜的重力不变,所以把部分白酒倒入丙中后,萝卜受到的浮力变小;
(2)设玻璃杯的横截面积为S,丙图中漂浮,G=F浮=ρ水gV排=ρ水gS(h1﹣h0),
则萝卜的质量m=Gg=ρ水S(h1﹣h0),
对比乙丁两图可知,萝卜的体积V=S(h2﹣2h0+h3);
则萝卜的密度:ρ=mV=ρ水h1-h0h2-2h0+h3;
(3)假设萝卜吸水的质量为m,则增加的浮力ΔF浮=mg,增加的排开液体体积ΔV=△F浮ρ水g=mρ水;容器中被吸水的质量是m,被吸水的体积V吸=mρ水;此时萝卜多排开液体的体积与容器中减少水的体积相等,因而液面高度不变,则h′1=h1。
故答案为:(1)小;(2)ρ水h1-h0h2-2h0+h3;(3)=。
9.(2022•温州二模)某项目化学习小组同学制作“浮漂器”,成功地验证了阿基米德定律。选取溢水杯、泡沫块、托盘和粗铁丝、细铁丝等材料制作成“浮漂器”。“浮漂器”的支撑杆由粗铁丝制成,下托盘由细铁丝制成。
①将“浮漂器”置于装有适量水的溢水杯,取一小石块放在上托盘,在支撑杆上标出水位刻度线。
②将小石块改放在下托盘,往上托盘加砝码,同时用空烧杯接收溢出的水,直到水位刻度线与水面相平。
③取下砝码,把烧杯中的水全部倒入上托盘。
由步骤①②得出石块所受浮力F浮=G砝码,由步骤②③得出烧杯中水的重力G排=G砝码。因此,F浮=G排,即石块所受浮力等于其所排开的水受到的重力,从而验证了阿基米德原理。
(1)泡沫块是制作“浮漂器”的关键要素之一。确定泡沫块高度,应考虑的因素有 BDE 。(可多选)
A.支撑杆的高度
B.托盘的质量
C.溢水杯的质量
D.泡沫块的密度
E.液体的密度
(2)步骤①中将“浮漂器”置于溢水杯,判断杯中水为“适量”的依据是 将小石块放入上托盘时,有少量水溢出(或水位刚好达到溢水口处) 。
(3)分析步骤②③,该组同学得出结论:烧杯中所收集水的重力等于砝码的总重力,即G排=G砝码。推测其观察到的现象为 水位刻度线与水面相平 。
(4)有同学认为,往上托盘“加砝码”的操作存在缺陷,改进方法有 加细食盐 (写出一种)。
【解答】解:(1)泡沫块高度与泡沫块所受浮力有关,而其浮力应大于托盘质量,故B正确;
浮漂器能上浮,说明其所受浮力还得大于自身重力,即泡沫块的密度小于液体的密度,故DE正确;
又因为溢水杯和支撑杆在溢水杯的外部,溢水杯静止不动,所以AC与泡沫块所受浮力无关。
故选:BDE。
(2)为避免对实验结果产生影响,判断杯中水为“适量”的依据是将小石块放入上托盘时,有少量水溢出(或水位刚好达到溢水口处);
(3)两重力相等直观的现象是有相同的作用效果,即水位刻度线与水面相平;
(4)砝码有最小重量,食盐颗粒的最小重量较砝码更小,故更精确。
故答案为:(1)BDE;(2)将小石块放入上托盘时,有少量水溢出(或水位刚好达到溢水口处);(3)水位刻度线与水面相平;(4)加细食盐。
10.(2022•上城区一模)小徐同学想把弹簧测力计改装成液体密度计。他用重力为1.2N的空桶分别盛满酒精、水、盐水三种液体,用弹簧测力计依次测出三种液体和小桶的总重力,所得数据记录于下表中。
液体种类
酒精
水
盐水
液体密度ρ/kg•m﹣3
0.8×103
1.0×103
1.1×103
弹簧测力计的示数F/N
2.0
2.2
2.3
(1)应将弹簧测力计的1.2N处标记为 0 刻度。
(2)利用该“密度计”可测得液体的密度最大为 3.8×103 kg/m3。
(3)已知该“密度计”的最小刻度值为0.1×103kg/m3,则用它 不能 (选填“能”或“不能”)精确测量出0.71×103kg/m3汽油的密度。
【解答】解:(1)由于小桶有重力,所以小桶中没有东西时弹簧测力计也有示数,
已知小桶的重力G桶=1.2N,则弹簧测力计示数为1.2N时,小桶里没有液体,
由于桶内没有液体即液体密度为零时,测力计示数表示的是桶重,故弹簧测力计的1.2N处标记为0刻度;
(2)弹簧测力计测量水时,水的重力为:
G水=F﹣G桶=2.2N﹣1.2N=1N,
根据G=mg=ρVg可得小桶的容积:
V=V水=G水ρ水g=1N1.0×103kg/m3×10N/kg=1×10﹣4m3;
能测量液体的最大重力为:G大=F大﹣G桶=5N﹣1.2N=3.8N,
液体的最大密度:ρ大=m大V=G大gV=3.8N10N/kg×1×10-4m3=3.8×103kg/m3,
(3)精确测量出0.71×103kg/m3汽油的密度的精确度为0.01×103kg/m3,已知该“密度计”的最小刻度值为0.1×103kg/m3,故不能精确测量出0.71×103kg/m3汽油的密度。
故答案为:(1)0;(2)3.8×103;(3)不能。
11.(2022•婺城区模拟)探究“浮力的大小等于什么”时,实验进行了如图所示的步骤。回答下列问题:
(1)小石块受到的浮力为 1.4 N。
(2)实验是通过比较物体的重力与 排开液体 的重力,得出结论。
(3)第三步将小盒置于盛有水的溢水杯中,若溢水杯中的水面略低于出水口,则导致测得的F浮 > (填“>”或“<”)G排液。
(4)为了使实验结论更为可信,将石块换成钩码等其它物体再进行几次实验,其主要目的是 B (填字母编号)。
A.多次测量求平均值,以减小偶然误差
B.多次测量找规律,排除偶然性
C.探究浮力的大小与哪些因素有关
【解答】解:(1)由第一步可知,小石块的重力为1.4N,根据物体漂浮在液面上,物体受到的浮力大小等于物体的重力可知,小石块受到的浮力F浮=G小石块=1.4N;
(2)根据探究“浮力的大小等于什么”可知,只需要比较物体受到的浮力大小与物体排开液体的重力;由于物体漂浮在液面上,物体受到的浮力大小等于物体的重力,所以只需要比较物体的重力与排开液体的重力,即可得出实验的结论;
(3)石块放入小盒前,如果溢水杯中水面没有到达溢水杯口,排开的水要先上升溢水杯口才能排出,排开的水不会全部流入小桶,使得测量的G排减小,故F浮>G排;
(4)为了使实验结论更为可信,应多次实验,从多组数据中寻找普遍规律,避免实验的偶然性,故选B。
故答案为:(1)1.4;(2)排开液体;(3)>;(4)B。
12.(2021•南浔区模拟)阿基米德原理告诉我们:“浸入液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于它排开的液体受到的重力”。小刚在学习了该原理后思考:物体受到浮力的大小难道只跟物体排开液体的重力大小有关吗?于是他猜想:物体受到的浮力大小可能还跟物体的密度和浸入液体中的深度有关。为了验证猜想,他选取了两块体积和形状都相同的实心铜块和铁块进行了如图所示的实验。
(1)要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关,小刚应该选取图中的A、B、D、E等步骤进行对比。小刚已经知道铜的密度大于铁的密度,那么根据他所选择的几个图中弹簧测力计的示数可以知道铜块所受到的浮力 等于 (选填“大于”、“等于”或“小于”)铁块所受到的浮力。由此得出物体所受的浮力大小与物体的密度 无关 (选填“有关”或“无关”)。
(2)小刚根据图中B、C、D三步进行对比分析,发现随着物体浸入液体中深度的增加,物体所受到的浮力在变大,于是他就得出了物体所受浮力的大小跟浸入液体中的深度有关的结论。你认为小刚的结论是 错误 的(选填“正确”、“错误”),原因是: 没有控制变量,必须在排开液体体积相同的情况下进行实验 。
【解答】解:
(1)要验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关,就必须控制除物体密度以外的其他物理量相同,要算出最后的数据就得前后对比,所以我们选择A、B、D、E这几组来验证,
由图示和称重法可得,F浮铁=G1﹣F1=4.0N﹣3.5N=0.5N,F浮铜=G2﹣F2=4.4N﹣3.9N=0.5N,
则F浮铁=F浮铜,说明浮力大小与物体密度无关;
(2)而在B、C、D三步的对比分析中,小刚得出的结论是不对的,物体没有浸没时,深度变化的同时,排开液体的体积也在变化,即错误在于没有控制变量,必须在排开液体体积相同的情况下进行实验。
故答案为:
(1)等于;无关;
(2)错误;没有控制变量,必须在排开液体体积相同的情况下进行实验。
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