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文檔簡介
第=page22頁,共=sectionpages22頁第=page11頁,共=sectionpages11頁《實驗:探究浮力大小的影響因素》一、實驗探究題如圖,為了探究浸在液體中的物體所受的浮力跟它排開液體所受重力的關系,某同學進行了實驗:
(1)圖B中用細線將石塊掛在彈簧測力計下,測出它的______大小。
(2)將石塊浸入裝滿水的溢水杯中如圖C,石塊所受浮力是______N
(3)比較圖C和圖D可知,石塊在水中所受浮力與浸沒的______無關
(4)該同學做完實驗總結出浮力跟它排開液體所受重力的關系______。某物理興趣小組做了如圖所示的實驗來探究影響浮力大小的因素。
(1)物體浸沒在水中時受到的浮力是______N,方向為______;
(2)物體浸沒在酒精中時排開酒精的重力是______N;
(3)比較______兩幅圖可知,浸沒在液體中的物體所受浮力的大小與液體的密度有關;
(4)由ABCD四個步驟可知,浮力的大小有時與深度有關,有時又與深度無關,對此正確的解釋是浮力的大小與______有關。
小明在探究“影響浮力大小的因素”時,做了如圖所示實驗,請你根據他的實驗探究回答問題
(1)長方體物塊的重力是______N,在圖(c)中受到的浮力是______N。
(2)比較______,說明物體所受浮力大小與物體排開液體的體積有關,物體排開液體的體積越大,物體所受浮力______。
(3)比較(c)圖和(d)圖,說明物體浸沒后所受浮力大小與物體所在______無關。
(4)由(d)圖和(e)圖有物體浸在液體中時所受浮力的大小與液體密度______
(填“有關”或“無關”)。小剛同學想測出一個實心塑料球的密度,但是發現塑料球放在水中會漂浮在水面上,無法測出它的體積。小剛設計了以下實驗步驟:
A.用天平測量塑料球的質量,天平平衡時如圖a所示。記錄塑料球質量為m;
B.把適量的水倒進量筒中如圖b所示,記錄此時水的體積為V1;
C.用細線在塑料球下吊一個小鐵塊放入水中,靜止時如圖c所示,記錄此時量筒的示數為V2;
D.把小鐵塊單獨放入水中靜止時如圖d所示,記錄此時量筒的為V3;
E.利用密度公式計算出結果。
根據上述實驗過程,回答下列問題。
(1)實驗中使用天平測出塑料球的質量m=______g,塑料球的體積V=______cm3,計算出塑料球的密度ρ=______g/cm3。
(2)實驗拓展:本實驗中若不用天平,只在B、C、D三個步驟中增加一個步驟也可以測出塑料球的密度。請你寫出這個操作步驟______。
(3)根據你補充的步驟,寫出計算塑料球密度的表達式______某同學按如圖所示的步驟進行“探究影響浮力大小的因素”的實驗,每次彈簧測力計的示數如圖所示.
(1)由(b)(c)實驗步驟得到的數據可以得出物體所受浮力的大小與物體排開液體的體積______(有關/無關).
(2)由(c)(d)實驗步驟得到的數據可以得出,浸沒在液體中的物體所受的浮力大小與______無關.
(3)由實驗得到的數據可以求出該物體浸沒在濃鹽水中時所受浮力的大小為______N.
(4)通過以上實驗數據計算出物體的密度是______kg/m3,濃鹽水的密度是______kg/m3在探究“影響浮力大小的因素”這一問題時,請你根據圖所示實驗操作,從中選出一些圖,針對某一個因素進行研究,并通過分析彈簧測力計的示數,說明你的探究結果。
(1)探究的因素是:______。選用的圖是:______(填圖中的序號)。
(2)小明想探究“物體受到的浮力與其形狀是否有關”,他找來薄鐵片,燒杯和水進行實驗,實驗步驟如下:
步驟一:將鐵片放入盛水的燒杯中,鐵片下沉至杯底;
步驟二:將鐵片彎成“碗狀”再放入水中,它漂浮在水面上。
①通過分析可知,第一次鐵片受到的浮力______第二次鐵片受到的浮力(選填“大于”、“等于”或“小于”);
②小明得出:物體受到的浮力與其形狀有關,小明得出錯誤結論的原因是:他只關注了鐵片______的改變,忽視了______對浮力大小的影響。探究影響浮力大小的因素時,小紅做了如圖所示的實驗,請你根據她的實驗探究回答下列問題:
①比較圖B和C可知,物體受到的浮力大小與排開液體的______有關;
②比較圖C和E可知,物體受到的浮力大小與液體的______有關;
③比較圖C和______可知,浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度無關;
④圖E中物體受到浮力大小為______N
⑤比較圖C和E可知,水對杯底部的壓強______酒精對杯底部的壓強(選填“大于”、“小于”或“等于”)小明同學在探究影響浮力大小的因素時,做了如圖所示的實驗.請你根據小明的實驗探究回答下列問題.
(1)物體在水中浸沒時的浮力______N;在C與E兩圖中,研究浮力與______的關系;
(2)小明對ABCD四個步驟進行了觀察研究,發現浮力的大小有時與深度有關,有時與深度又無關.對此正確的解釋是浮力的大小隨著排開水的體積的增大而______,當物體完全浸沒在水中后排開水的體積相同,浮力的大小與深度______.
(3)在小明實驗的基礎上,根據有關實驗數據,可以計算出鹽水的密度為______kg/m3.小明在探究“浮力的大小跟哪些因素有關”的實驗時,做了以下實驗:
(1)①由(b)、(c)得物體所受浮力的大小與物體排開液體的______有關。
②要探究物體所受浮力的大小與物體排開液體的密度有關應選擇______兩圖。
③小明在實驗過程的中發現浮力的實驗也可以用來測量物體的密度:
A.利用彈簧測力計測出物體的重力G物B.將物體放入水(ρ水)并完全浸沒,測出此時的浮力F浮,物體的密度表達式為______(用G物、F物和ρ水來表達)
(2)根據上面實驗的啟發小明利用家里的電子秤、玻璃杯、木塊、水、牙簽,他們利用調好的電子秤進行了以下如圖2所示的操作:小明利用這些數據可計算出木塊的密度______g/cm下列A、B、C、D四幅圖是“探究浮力的大小與排開水所受重力關系”的過程情景,請根據圖示完成下面的填空。
(1)實驗中的所用圓柱體的重力為______N。
(2)在情景圖B中存在的錯誤是______。
(3)糾正錯誤后,繼續實驗,在情景C中,圓柱受到的浮力F浮=______N。
(4)圓柱體排開的水所受的重力G排=______N。
(5)實驗結果表明:浸在水中的物體受到的浮力______物體排開水所受到的重力。
(6)糾正錯誤后,圓柱體從剛接觸水面到全部浸沒水中,水對溢水杯底的壓強______(選填“逐漸增大”、“逐漸減小”、“保持不變”)小明同學在探究影響浮力大小的因素時,做了如圖所示的實驗.請你根據小明的實驗探究回答下列問題(g取10N/kg)
(1)比較圖______,說明浸在液體里的物體會受到浮力的作用;比較圖B與圖C可得到的結論是______
(2)在C與E兩圖中,保持了排開液體的體積不變,研究浮力與______的關系;這種研究方法叫做______.
(3)根據A與C兩圖所標的實驗數據,可知物體浸沒在水中所受的浮力為______N;還可以測得物體的密度為______
kg/m3
(4)根據A與E兩圖所標的實驗數據,可知物體浸沒在鹽水中所受的浮力為______N,鹽水的密度為______
g/cm3在“探究浮力大小與排開液體體積的關系”實驗中,如圖甲所示,用彈簧測力計測出物塊所受的重力,然后將物塊逐漸浸入水中。
(1)在圖乙位置時,物塊受到的浮力是______N。
(2)將物塊逐漸浸入水中時,發現彈簧測力計的示數逐漸變小,說明物體所受浮力大小隨其排開液體的體積增大而______。
(3)繼續將物塊逐漸浸入水中,發現彈簧測力計的示數逐漸變小后保持不變,最后突然變為0,示數為0時物塊處于______(選填字母)。
A.漂浮狀態
B.懸浮狀態
C.沉底狀態。小明和小華各自做“驗證阿基米德原理”實驗,如圖(a)所示為小明實驗的示意圖,圖(b)所示為小華實驗的部分示意圖。
①在小明的實驗示意圖中,彈簧測力計的示數值分別為F1、F2和量筒中水面刻度值分別為V1、V2,若滿足關系式______時,則可以驗證阿基米德原理。
②在小華的實驗示意圖中,使用了溢水杯和小燒杯,如果小華接著使用電子天平成功完成實驗,天平應測量______中水的質量m水(選填“溢水杯”或“小燒杯”),若此時圖中兩彈簧測力計的示數差值△F跟m水滿足關系______時,則可以驗證阿基米德原理。
在“探究浮力的大小跟哪些因素有關”的實驗中,提出如下猜想
猜想1:浮力的大小可能與液體的密度有關
猜想2:浮力的大小可能與物體的重力有關
猜想3:浮力的人小可能與物體的形狀有關
猜想4:浮力的大小可能與排開液體的體積有關
(1)如圖1所示,用手把飲料罐按入水中,飲料料罐浸入水中越深,手會感到越吃力。這個事實可以支持以上猜想______(選填序號)
(2)為了研究猜想1和猜想2,運用了體積相同的A、B、C三個圓柱體,測得重力分別為4N,4.5N和5N.然后進行如圖2所示的實驗。
①在序號a的實驗中物所受的浮力為______N。
②比較序號______,______,e的三次實驗,可得出初步結論:浮力大小與液體密度有關。
③進一步分析可知:液體的密度越大,物體所變的浮力越______;
④比較序號a、b、c的三次實驗,可得出結論:浮力的大小與物體的重力______關。
(3)為了研究猜想3,小明用兩塊相同的橡皮泥分別捏成圓錐體和圓柱體進行如圖3所示的實驗、由此小明得出的結論是:浮力的大小與物體的形狀有關,小珍認為這結論不可靠,主要原因是______。
小明同學在探究影響浮力大小的因素時,做了如圖所示的實驗.請你根據小明的實驗探究回答下列問題(g取10N/kg)
(1)比較圖B和圖______,說明浸在液體里的物體會受到浮力的作用;比較圖B與圖C可得到的結論是在液體密度一定時,排開液體的體積越大,物體所受到的浮力越大。(2)在C與E兩圖中,保持了排開液體的體積不變,研究浮力與______的關系;這種研究方法叫做______.(3)根據A與E兩圖所標的實驗數據,可知物體浸沒在鹽水中所受的浮力為______?N,鹽水的密度為______
g/cm(4)小明邊做邊思考,覺得浮力可能還和以下因素有關:
①跟物體的重力有關;②跟物體的形狀有關;于是小強利用上面實驗中的器材,同時又找來了體積相同的實心鐵塊和鋁塊,一團橡皮泥,設計了實驗進行探究,實驗過程如下,請你幫他把實驗步驟補充完整.③用彈簧測力計分別測出鐵塊和鋁塊的重力為G1、G④用彈簧測力計分別拉著鐵塊和鋁塊________(選填“浸在”或“浸沒”)水中,讀出彈簧測力計的示數分別為F1、F⑤用細線拴住橡皮泥掛在彈簧測力計掛鉤上,把橡皮泥浸沒到燒杯的水中,讀出彈簧測力計的示數為F3把橡皮泥拉出來,然后___________,再把橡皮泥浸沒到燒杯的水中,讀出彈簧測力計的示數為F4實驗結束后,小強認真分析了數據發現:G1?F1=G2?F2答案和解析1.【答案】(1)重力;(2)0.5;(3)深度;(4)F【解析】【分析】
要先測石塊的重力和空桶的重力,然后再把石塊沒入水中,測出石塊受到的浮力,最后再測出桶和溢出水的總重力,得出浮力大小等于它排開液體的重力,與浸沒在液體中的深度無關。
本題主要考查了對阿基米德原理實驗內容的理解,要掌握每個環節的目的,并能夠根據實驗現象得出結論。
【解答】
(1)B圖中可得石塊的重力G=2.0N;
(2)由C知,石塊浸沒在水中時,受到測力計的拉力F=1.5N,可知浮力F浮=G?F=2.0N?1.5N=0.5N;
(3)CD,石塊浸沒在水中的深度不同,測力計的示數相同,可知所受浮力相同,則可得浮力與浸沒的深度無關;
(4)由AE兩圖可知,排開水的重力G排=1.0N?0.5N=0.5N,可知F浮=G排。
故答案為:(1)重力;(2)0.5;(3)深度;(4)F浮=G排。
2.【解析】解:(1)對比圖AC(或AD),物體浸沒在水中時受到的浮力F浮水=G?F=4N?3N=1N,浮力的方向豎直向上;
(2)由圖AE,物體浸沒在酒精中受到的浮力F酒=G?F′=4N?3.2N=0.8N,根據阿基米德原理,F酒=G排酒,物體浸沒在酒精中時排開酒精的重力為0.8N;
(3)在CE(或DE)圖中,物體排開液體的體積都等于物體自身的體積,故物體排開液體的體積不變,排開液體的密度不同,因F浮水=1N>F浮酒=0.8N,所以,比較CE(或DE)兩幅圖可知,浸沒在液體中的物體所受浮力的大小與液體的密度有關;
(4)由圖BC,物體在水中的深度變大,彈簧測力計的示數變小,根據F浮=G?F,物體受到的浮力變大,因沒有控制排開液體的體積相等,因此不能得出浮力大小與深度有關的結論。物體在水中的深度變大的同時,排開液體的體積變大,則說明了物體排開液體的體積越大,受到的浮力越大;
由圖CD可知,物體浸沒后,物體排開液體的體積不變,彈簧測力計的示數相同,物體受到浮力大小相同,則說明浸沒在液體中的物體浮力大小與物體的深度無關。
綜上,物體受到的浮力的小與物體排開的液體體積有關。
故答案為:(1)1;豎直向上;
(2)0.8;
(3)CE(或DE);
(4)物體排開液體的體積。
(1)根據F浮=G?F求浮力大小,浮力的方向豎直向上;
(2)根據阿基米德原理求解;
(3)研究液體中的物體所受浮力的大小與液體的密度的關系時,要控制物體排開液體的體積相同;【解析】解:(1)圖(a)中,物體A受到重力和彈簧秤對它的拉力作用,處于靜止狀態,二力是一對平衡力,大小相等;由彈簧秤示數可知,物體A的重力G=F拉=4N;
由圖(c)可知,F浮=G?F拉=4N?3N=1N;
(2)由(b)、(c)兩圖,比較b、c可知,液體的密度相同,物體排開液體的體積不同,彈簧測力計的示數不同,說明浮力的大小與物體排開液體的體積有關,排開液體的體積越大,彈簧測力計的示數越小,根據F浮=G?F拉浮力越大;
(3)由圖(c)圖和(d)圖,探究浮力大小與物體浸沒在液體中深度的關系,要控制液體的密度和排開液體的體積不同,改變浸沒的深度;
(4)由(d)圖和(e)圖,物體排開液體的體積相同,液體的密度不同,彈簧測力計的示數不同,根據F浮=G?F拉,說明浮力的大小與物體排開液體的密度有關。
故答案為:(1)4;1;(2)b、c;越大;(3)深度;(4)有關。
(1)物體處于(a)靜止狀態,由彈簧秤示數可知物體的重力,由稱重法F浮=G?F示,可求;
(2)掌握影響浮力大小的因素,利用阿基米德原理,根據公式F浮=ρ液gV排分析浮力與V【解析】解:(1)游碼對應的刻度值,標尺每一個大格代表1g,每一個小格代表0.2g,游碼對應的刻度值是1.2g。
塑料塊的質量=砝碼的質量+游碼對應的刻度值=10g+1.2g=11.2g。
塑料球的體積=V2?V3=46ml?26ml=20ml=20cm3。
ρ=mV=11.2g20cm3=0.56g/cm3。
(2)若不用天平,利用浮力的方法求出塑料球的質量,讓塑料球漂浮在圖b的量筒中,記下水面到達的刻度V4,塑料球的重力=浮力=塑料球排開水的重力,
所以,塑料球的質量=塑料球排開水的質量,
所以塑料球的質量:m=(V4?V1)ρ水,
塑料球的體積:V=V2?V3,
根據密度公式得,ρ=(V4?V1)ρ水V2?V3。
故答案為:【解析】解:(1)由(b)(c)所示實驗可知,物體排開液體的密度相同而排開液體的體積不同,物體受到的浮力不同,由此可知,物體受到的浮力與物體排開液體的體積有關.
(2)由圖(c)(d)所示實驗可知,物體排開水的體積相同而物體浸沒在水中的深度不同,物體受到的浮力相等,由此可知,浸沒在液體中的物體所受到的浮力與物體浸沒在液體中的深度無關.
(3)由圖(a)(e)所示實驗可知,物體浸沒在濃鹽水中受到的浮力為F鹽水=8N?6.9N=1.1N.
(4)由題意知,物體浸沒在水和鹽水中時,排開液體的體積相等,由F浮=ρ液gV排得,F浮ρ水g=F鹽水ρ鹽水g
則ρ鹽水=F鹽水F水ρ水=1.1N1N×1.0×103kg/m3=1.1×103kg/m3.
物體排開液體的體積即物體的體積V=F鹽水ρ鹽水g,
則物體的密度ρ=GgV=GgF鹽水ρ鹽水【解析】解:
(1)測物體所受的浮力要利用稱重法,即F浮=G?F拉,故每次必須要選圖①才行;
若要探究浮力大小與物體排開液體的體積的關系,應控制液體的密度相同,而物體排開液體的體積不同,故應選用圖①②③或①②④;
若要探究浮力大小與液體密度的關系,應控制物體排開液體的體積相同,而液體的密度不同,故應選用圖①④⑤。
(2)①第一次鐵片下沉,說明F浮1<G,
第二次鐵片漂浮,說明F浮2=G,所以F浮1<F浮2;
②本探究實驗把鐵片彎成“碗狀”,改變了形狀,雖然都是水,但兩次排開液體的體積不同,所以得出結論是不正確的,即:他只關注了鐵片形狀的改變,忽視了排開水的體積對浮力大小的影響。
故答案為:(1)浮力大小與物體排開液體的體積的關系;①②③或①②④;
(2)①小于;②形狀;排開水的體積。
(1)要探究浮力大小與多個變量的關系,運用控制變量法分析解答。
①結合題意,首先要做出自己的猜想,再根據猜想運用控制變量法判斷出探究的因素;
②根據猜想選擇可用于探究的實驗步驟,即可得出需要選用的圖。
③運用控制變量法得出浮力大小與變量之間的關系。
(2)利用浮沉條件,步驟一鐵片下沉說明F浮1<G,步驟二鐵片漂浮說明F浮2=G,所以F【解析】解:①圖B和C中,物體排開液體的密度不變,排開液體的體積不同,所以,比較圖B和C可知,物體受到的浮力大小與排開液體的體積有關;
②圖C和E中,排開液體的體積都等于物體的體積,保持不變,排開液體的密度不同,所以,比較圖C和E可知,物體受到的浮力大小與液體的密度有關;
③研究浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度的關系,應控制物體排開液體的密度和體積不變,只改變深度的大小,所以,比較圖C和圖D可知,浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度無關;
④從圖A知,圖E中,物體的重力G=4.0N,彈簧測力計的示數F=3.2N,物體受到浮力F浮=G?F=4.0N?3.2N=0.8N;
⑤圖C和E中,杯底部液體的深度相同,因ρ水>ρ酒精,根據P=ρ液gh知,水對杯底部的壓強大于酒精對杯底部的壓強。
故答案為:①體積;
②密度;
③D;
④0.8;
⑤大于。
①、②浮力大小與排開液體的密度和體積有關,研究浮力大小與什么因素有關時,應找出不變的量和變化的量,研究浮力與變化量的關系;
③研究浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度的關系,應控制物體排開液體的密度和體積不變,改變物體在液體中的深度;
④根據稱重法求浮力的大小;
⑤根據P=ρ【解析】解:
(1)由A、C兩圖可知,物體在水中浸沒時的浮力:F浮=G?F=8N?6N=2N;
C與E兩圖,排開液體的體積相同,液體的密度不同,所以是研究浮力與液體密度的關系;
(2)由F浮=ρ液gV排得,浮力的大小隨著排開水的體積的增大而增大,當物體完全浸沒在水中后,排開水的體積相同,浮力大小不變,則浮力的大小與深度無關;
(3)由AE兩圖可知,浸沒在鹽水中時的浮力F浮′=G?F′=8N?5.6N=2.4N;
由題意知,在水和鹽水中排開液體的體積相等,則:F浮水ρ水g=F浮鹽水ρ鹽水g;
代入數據得:2N1.0×103kg/m3×10N/kg=2.4Nρ鹽水×10N/kg;
解得:ρ鹽水=1.2×103kg/m3.
故答案為:(1)2;液體密度;(2)增大;
無關;(3)1.2×10【解析】解:
(1)①由圖b、c所示實驗可知,物體排開液體的密度相同而排開液體的體積不同,物體受到的浮力不同,由此可知,在液體密度相同的情況下,物體受到的浮力與物體排開液體的體積有關;
②要探究物體所受浮力的大小與物體排開液體的密度有關,應控制物體排開的液體的體積不變,改變密度,故選(c)(d)兩圖;
③小石塊在水中受到的浮力為F浮,因石塊浸沒時排開水的體積和自身的體積相等,
所以,由F浮=ρgV排可得,石塊的體積:V=V排=F浮ρ水g,
小石塊的密度:ρ=mV=GgV=G物F浮ρ水=G物F浮ρ水。
(2)將燒杯、水、木塊視為一個整體,木塊的質量m木=mB?mA=140g?100g=40g;
木塊全部浸入水中時,排開的水的質量為:m排=mC?mA=180g?100g=80g;
由ρ=mV得:木塊的體積即木塊排開的水的體積為:V=m排ρ水=80g1g/cm3=80cm3;
木塊的密度為:ρ木=m木V=40g80cm3=0.5g/c【解析】解:(1)由圖B可知,實驗中的所用圓柱體的重力為4N;
(2)圓柱體放入水中前,溢水杯中的水應該滿的,否則溢出水的體積將小于物體排開水的體積,所以,在情景圖B中存在的錯誤是溢水杯未注滿水,應改為在溢水杯中裝滿水;
(3)由圖C可知,圓柱體浸沒在水中時,彈簧測力計的示數F=3N,
則圓柱受到的浮力:F浮=G?F=4N?3N=1N;
(4)由圖D可知,小桶和水的總重力G總=1.9N;由圖A可知,空小桶的重力G桶=0.9N,
則圓柱體排開水所受的重力:G排=G總?G桶=1.9N?0.9N=1N;
(5)由(3)(4)可知,浸在水中的物體受到的浮力等于物體排開水所受到的重力。
(6)糾正錯誤后,即溢水杯中的水應該滿的,圓柱體從剛接觸水面到全部浸沒水中的過程,溢水杯中水的深度不變,由p=ρgh可知,水對溢水杯底的壓強保持不變。
故答案為:(1)4;(2)溢水杯未注滿水;(3)1;(4)1;(5)等于;(6)不變。
(1)讀出彈簧測力計的示數即為圓柱體的重力;
(2)用溢水法收集物體排開的水,將溢水杯裝滿水,然后將物體浸入水中,用其他容器(需先測出其重力)接住溢出的水,然后再測出裝有溢出的水的容器的總重力,兩者之差就是物體排開水的重力;
(3)利用F浮=G?F可求得圓柱受到的浮力;
(4)用小桶和水的總重力減去空小桶的重力即為圓柱體排開的水所受的重力G排;
(5)比較浸在水中的物體受到的浮力和圓柱體排開的水所受的重力可得出結論;
(6)根據p=ρgh分析圓柱體從剛接觸水面到全部浸沒水中,水對溢水杯底的壓強。【解析】解:(1)由圖A可知,物體的重力是8N,在圖B中,物體浸入水中時彈簧測力計的示數變為7N,示數減小了就說明物體受到了豎直向上的浮力;
B、C兩圖中物體浸入的是同種液體,液體的密度是一定的,C圖中物體排開水的體積比較大;
根據F浮=G?F示可知,C圖中物體受到的浮力等于8N?6N=2N,B圖中物體受到的浮力等于8N?7N=1N;
由此得出:在液體的密度一定時,物體排開液體的體積變大時,物體受到的浮力就會變大;
(2)圖C與圖E,物體都是浸沒,物體排開液體的體積是一定的,但液體密度不同,是探究浮力的大小和液體密度的關系,鹽水密度比水的密度大,物體浸在鹽水的浮力(8N?5.6N=2.4N)大于水中的浮力(8N?6N=2N),所以得出結論:在物體排開液體的體積一定時,液體的密度越大,物體受到的浮力就越大;
探究浮力大小和液體密度的關系時,保證了物體排開液體體積一定,這種探究方法就叫控制變量法;
(3)由A、C兩圖,根據F浮=G?F示=8N?6N=2N;
由阿基米德原理,F浮=ρ液gV排,完全浸沒的物體體積等于排開液體的體積,V=V排=F浮ρ水g=2N1×103kg/m3×10N/kg=2×10?4m3;
物體的質量:m=Gg=8N10N/kg=0.8kg,
物體的密度:ρ=mV=0.8kg2×10?4m3=4×103kg/m3;
(4)由A、E兩圖,根據F浮′=G?F示′=8N?5.6N=2.4N【解析】解:(1)甲圖中物體的重力為G=3N,乙圖中物體受到豎直向下的重力、豎直向上的浮力、豎直向上的拉力,則浮力為:F浮=G?F=3N?2.4N=0.6N;
(2)將物塊逐漸浸入水中時,物體排開的水的體積變大,彈簧測力計的示數逐漸變小,說明受到的浮力變大,故物體所受浮力大小隨其排開液體的體積增大而增大;
(3)繼續將物塊逐漸浸入水中,發現彈簧測力計的示數逐漸變小后保持不變,是因為物體全部浸入水中后,浮力不變,故測力計示數不變;最后突然變為0,說明物體受到杯底的支持力的作用,故重力是大于浮力的,物塊會處于沉底狀態。
故答案為:(1)0.6;(2)增大;(3)C。
(1)根據F浮=G?F求出浮力的大小;
(2)浸入液體中的物體受到的浮力的大小與排開的液體的體積有關;
(3)物體受到的重力大于浮力時,物體會下沉。
本題考查了探究浮力大小的實驗,重點要注意的是浮力的大小與浸沒的深度無關。
13.【答案】F1?F【解析】解:①物體受到的浮力等于物體的重力減掉浸沒水中時彈簧測力計的示數,即F浮=F1?F2;
量筒中水面兩次示數差(V2?V1)表示金屬塊排開水的體積,根據ρ=mV和G=mg可得,金屬塊排開水所受重力的表達式為G排=m排g=ρ水gV排=ρ水g(V2?V1),實驗中若F1?F2=ρ水g(V2?V1)則可以驗證阿基米德原理;
②研究浸沒在液體中的物體受到的浮力與它排開的液體所受重力之間的關系時,需要用電子天平測量出小燒杯中溢出水的質量,根據G=mg知溢出水的重力G水=m水g,比較兩彈簧測力計的示數差值△F跟G水的關系,若【解析】解:
(1)用手把空的飲料罐按入水中,手就會感受到豎直向上的浮力,越往下按,浮力越大,手會感到越吃力;空飲料罐向下按入的過程中,水面會升高,空飲料罐排開水的體積比較大;由此得出猜想:浮力的大小與物體排開液體的體積有關,即這個事實可以支持猜想4。
(2)①在序號a的實驗中,物體的重力GA=4N,彈簧測力計的示數為3N,
則物體受到的浮力為:F浮水=GA?F=4N?3N=1N;
②要探究浮力大小與液體密度的關系,需要控制排開液體的體積相同、形狀相同(同一物體),改變液體的密度,圖中a、d、e三圖符合要求;
③a圖中物體浸沒在水中,受到的浮力為:F浮水=G?F=4N?3N=1N
d圖中物體浸沒在酒精中,受到的浮力為:F浮酒=G?F′=4N?3.2N=0.8N;
e圖中物體浸沒在鹽水中,受到的浮力為:F浮鹽=G?F″=4N?2.8N=1.2N;
所以同一物體在鹽水中浮力最大、在酒精中受到的浮力最小,又因為鹽水的密度最大,酒精的密度最小,
所以可以得出:液體的密度越大,物體所變的浮力越大;
④序號為a、b、c的三次實驗中,物體的體積和浸沒的液體都相同,不同因素是物體的重力;
由圖可知測力計的示數分別為:3N、3.5N、4N,而三個圓柱形物體A、B、C的重分別為4N、4.5N和5N,根據稱重法F浮=G?F,則所受浮力分別為1N、1N、1N,可見浮力相等,于是可得出結論:浮力的大小與物體的重力無關;
(3)根據控制變量法知:要研究浮力大小與物體形狀的關系,必須保證排開液體的體積和液體的密度不變,小明
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