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1、 滬科版八年級(jí)物理 專(zhuān)項(xiàng)綜合全練（九） 探究浮力的影響因素 1. 在探究物體所受浮力大小與物體排開(kāi)液體所受重力大小關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，小波的一次操作過(guò)程如圖所示。 實(shí)驗(yàn)步驟： ①用細(xì)線將物塊系好，掛在已調(diào)零的彈篷測(cè)力計(jì)掛鉤上，測(cè)出物塊所受的重力 G物（如圖甲），將數(shù)據(jù)記錄在表格中； ②將水倒入溢水杯中（如圖乙）； ③將掛在彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤上的物塊浸沒(méi)在溢水杯內(nèi)的水中，不接觸溢水杯，同時(shí)用小桶收集溢出的水，物塊靜止，待溢水杯中的水不再流出時(shí)，讀出彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù) F（如圖丙），將數(shù)據(jù)記錄在表格中； ④將步驟③中裝有溢出水的小桶掛在彈簧測(cè)力計(jì)掛鉤上，測(cè)出小桶和溢出水的總重 G總（如圖丁

2、），將數(shù)據(jù)記錄在表格中； ⑤利用 F浮=G物?F 求出物體所受浮力的大小，并與 G總 進(jìn)行比較。 請(qǐng)指出上述步驟中存在的兩個(gè)問(wèn)題： 問(wèn)題 1： ； 問(wèn)題 2： 。 2. 某班物理實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)，在實(shí)驗(yàn)中驗(yàn)證阿基米德原理。 (1) 方案一：小軍用石塊按照如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)步驟依次進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。 i 由圖甲可知，石塊浸沒(méi)在水中時(shí)，受到的浮力 F浮= N，排開(kāi)水的重力 G排= N，發(fā)現(xiàn) F浮≠G排，造成這種結(jié)果的原因不可能是 （填序號(hào)）。 A.最初燒杯中的水未裝至燒杯口 B.整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)都沒(méi)有校零 C.步驟 C 中，石

3、塊浸沒(méi)后，碰觸到燒杯的底部 ii 小軍改正錯(cuò)誤后，得到石塊浸沒(méi)在水中受到的浮力為 1?N，則石塊密度為 kg/m3； 若將圖甲步驟 C 中的小石塊取出，將裝有溢出水的小桶放入燒杯漂浮，忽略水的損失，則此次從燒杯中溢出的水質(zhì)量為 g（g 取 10?N/kg）。 (2) 方案二：如圖乙所示，小川同學(xué)將裝滿(mǎn)水的溢水杯放在升降臺(tái) C 上，用升降臺(tái)來(lái)調(diào)節(jié)溢水杯的高度。當(dāng)小川逐漸調(diào)高升降臺(tái)時(shí)，發(fā)現(xiàn)隨著重物浸入水中的體積越來(lái)越大，彈簧測(cè)力計(jì) A 的示數(shù) （選填“變大”“變小”或“不變”），且彈簧測(cè)力計(jì) A 示數(shù)的變化量 B 示數(shù)的變化量（選填“大于”“小于”或“等于”

4、），從而證明了 F浮=G排。在這個(gè)過(guò)程中溢水杯對(duì)升降臺(tái) C 的壓力 （選填“變大”“變小”或“不變”）。 (3) 小明同學(xué)撿到了一個(gè)不吸水的工藝品，它的上端為質(zhì)地均勻的柱形木塊 A，木塊上粘有合金塊 B。小明將工藝品豎直放在水中如圖丙，靜止時(shí)木塊浸入水中的深度為 h1；因粘合處松動(dòng)導(dǎo)致合金塊沉底，如圖丁，靜止時(shí)木塊浸入水中的深度為 h2，工藝品所受浮力與丙圖相比 （選填“變大”“變小”或“不變”）。將 B 從水中撈出放在 A 的上方，A 、 B 一起漂浮，合金的密度為水的 n 倍，當(dāng)木塊在水中豎直漂浮時(shí)，浸入水中的深度 h3= （用 h1 、 h2 、 n 表示，不考慮

5、工藝品沾水對(duì)實(shí)驗(yàn)的影響）。 3. 小明在學(xué)習(xí)阿基米德原理時(shí)想到“物體受到的浮力大小可能與物體的密度有關(guān)”。他從實(shí)驗(yàn)室找到了一些實(shí)驗(yàn)器材和測(cè)量?jī)x器：實(shí)心銅塊、實(shí)心鐵塊、彈簧測(cè)力計(jì)、燒杯、細(xì)繩、足量的水。請(qǐng)你幫小明完善實(shí)驗(yàn)方案。 (1) 選體積和形狀 （選填“相同”或“不同”）的實(shí)心銅塊和實(shí)心鐵塊各一個(gè)。 (2) 請(qǐng)你為實(shí)驗(yàn)需要測(cè)量或計(jì)算的物理量，設(shè)計(jì)一個(gè)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄的表格。 (3) 用上述物理量驗(yàn)證小明的猜想是否正確： i 若 ，則他的猜想正確。 ii 若 ，則他的猜想不正確。 4. 如圖，“驗(yàn)證阿基米德原理”的實(shí)驗(yàn)步驟如下： ①用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)

6、出物體所受的重力 G (圖甲)； ②將物體浸沒(méi)在水面恰好與溢口相平的溢水杯中，用空的小桶接從溢水杯里被物體排開(kāi)的水，讀出這時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù) F (圖乙)； ③測(cè)出接水后小桶與水所受的總重力 G1 (圖丙)； ④將小桶中的水倒出，測(cè)出小桶所受的重力 G2 (圖丁)； ⑤分別計(jì)算出物體受到的浮力和排開(kāi)的水所受的重力，并比較它們的大小是否相同。 回答下列問(wèn)題： (1) 物體浸沒(méi)在水中，受到水的浮力 F浮= ，被排開(kāi)的水所受的重力 G排= 。(用上述測(cè)得量的符號(hào)表示) (2) 指出本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因（寫(xiě)出兩點(diǎn))： ( a ) ； ( b ) 。

7、(3) 物體沒(méi)有浸沒(méi)在水中， (選填“能”或“不能”)用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證阿基米德原理。 5. 小紅用彈簧測(cè)力計(jì)、鐵圓柱體、兩個(gè)相同的大燒杯做”探究影響浮力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)，其實(shí)驗(yàn)步驟和彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)如圖所示。 (1) 由圖可知，鐵圓柱體浸沒(méi)在水中所受浮力為 N。 (2) 由甲、乙、丁圖可探究的問(wèn)題是 。 (3) 由甲、丁、戊圖可以得出的結(jié)論是 。 (4) 在上述實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，請(qǐng)你添加合適的物體設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，探究浮力大小與物體質(zhì)量是否有關(guān)。請(qǐng)寫(xiě)出你的實(shí)驗(yàn)思路： 。 答案 1. 【答案】溢水杯未裝滿(mǎn)，則溢出到小桶中的水所受的重力小于物塊排開(kāi)的

8、水所受的重力；沒(méi)有測(cè)量空桶所受的重力，所以不能得到物塊排開(kāi)的水所受的重力 【解析】要比較物塊所受浮力大小與物塊排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系，應(yīng)讓小桶中所接的是物塊浸沒(méi)入水中時(shí)排開(kāi)的所有的水，但圖乙中，濫水杯中的水未裝滿(mǎn)至溢水口，則這樣小桶中接到的水所受的重力小于物塊排開(kāi)的水所受的重力。沒(méi)測(cè)量空小桶的重力，則無(wú)法得到物塊排開(kāi)的水的重力。 2. 【答案】 (1) i 1.1；1.0；B ii 2.5×103；120 (2) 變??；等于；不變 (3) 變??；nh1?h2n?1 【解析】 (1) i 由步驟 A 知，石塊重 2.5?N，由步驟 C 知，石塊浸沒(méi)于水

9、中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為 1.4?N，石塊受到的浮力 F浮=F1?F3=2.5?N?1.4?N=1.1?N；由步驟 B 知，小桶重 1.2?N，由步驟 D 知，小桶和排開(kāi)的水總重 2.2?N，石塊排開(kāi)的水重 G排=F4?F2=2.2?N?1.2?N=1.0?N；若最初燒杯中的水未裝至燒杯口，則測(cè)得的石塊排開(kāi)的水的重力偏小，故A不符合題意；實(shí)驗(yàn)中，石塊受到的浮力和排開(kāi)水的重力都是利用兩個(gè)力的差算出的，若整個(gè)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，彈簧測(cè)力計(jì)都沒(méi)有校零，則不會(huì)造成浮力和排開(kāi)水重力的不相等，故B符合題意；若步驟 C 中，石塊浸沒(méi)后，碰觸到燒杯的底部，則測(cè)得的拉力偏小，算出的浮力偏大，故C不符合題意。 ii 石

10、塊的質(zhì)量 m=Gg=2.5?N10?N/kg=0.25?kg，石塊的體積 V=V排=F浮2ρ水g=1?N1.0×103?kg/m3×10?N/kg=1.0×10?4?m3，石塊的密度 ρ=mV=0.25?kg1.0×10?4?m3=2.5×103?kg/m3。若將裝有溢出水的小桶放入燒杯漂浮，桶中水是從燒杯中流出，它排開(kāi)的水重即為桶中的水重，故此時(shí)燒杯中溢出的水的重力等于小桶的重力 1.2?N。所以，溢出的水的質(zhì)量為 m?=G桶g=1.2?N10?N/kg=0.12?kg=120?g。 (2) 當(dāng)小川逐漸調(diào)高升降臺(tái)時(shí)，隨著重物浸入水中的體積越來(lái)越大，它受到的浮力變大，所以彈簧測(cè)力計(jì) A 的

11、示數(shù)變小。彈簧測(cè)力計(jì) A 示數(shù)的變化量等于重物受到的浮力，它和重物排開(kāi)的水所受的重力相等，所以，彈簧測(cè)力計(jì) A 示數(shù)的變化量等于彈簧測(cè)力計(jì) B 示數(shù)的變化量。在這個(gè)過(guò)程中，重物對(duì)溢水杯中的水有向下的壓力，等于水對(duì)重物向上的浮力，且不斷變大，同時(shí)，溢水杯中被排出的水重也變大，兩者相等，所以，溢水杯對(duì)升降臺(tái) C 的壓力不變。 (3) 丙圖中，工藝品整體漂浮于水面，受到的浮力等于它的總重；圖丁中，工藝品的一部分漂浮于水面，一部分沉底，沉底的一部分受到的浮力小于重力，所以它受到的總浮力小于重力；所以，工藝品受到的浮力變小。設(shè) A 橫截面積為 S，由圖丙可得 ρ水gSh1+ρ水gVB=GA+GB，由

12、圖丁可得 ρ水gSh2=GA，當(dāng) B 放在 A 上時(shí)，有 ρ水gSh3=GA+GB，又 GB=nρ水gVB，聯(lián)立以上各式得 h3=nh1?h2n?1。 3. 【答案】 (1) 相同 (2) 重力G/N浸沒(méi)時(shí)測(cè)力計(jì)拉力F/N物塊受到的浮力F浮/N銅塊鐵塊 (3) i G1?F1≠G2?F2 ii G1?F1=G2?F2 【解析】 (1) 探究物體受到的浮力大小與物體的密度的關(guān)系時(shí)，利用控制變量法，需要控制實(shí)心銅塊和鐵塊的體積和形狀相同。 (2) 實(shí)驗(yàn)探究步驟： ①用細(xì)繩分別系住銅塊和鐵塊； ②分別用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出銅塊的重 G1 和鐵塊的重 G2

13、； ③燒杯中裝入適量的水，用彈簧測(cè)力計(jì)拉著銅塊并把銅塊浸沒(méi)在水中，穩(wěn)定后讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù) F1，再用彈簧測(cè)力計(jì)拉著鐵塊并把鐵塊浸沒(méi)在水中，穩(wěn)定后讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù) F2； ④最后利用稱(chēng)重法測(cè)浮力可得它們各自浸沒(méi)在水中受到的浮力。 (3) i 根據(jù)稱(chēng)重法得到銅塊和鐵塊浸沒(méi)在水中時(shí)各自受到的浮力 F浮1=G1?F1 、 F浮2=G2?F2，則對(duì)于“物體受到的浮力大小可能與物體的密度有關(guān)”的猜想，若 G1?F1≠G2?F2，則他的猜想正確；若 G1?F1=G2?F2，則他的猜想不正確。 4. 【答案】 (1) G?F；G1?G2 (2) 測(cè)量時(shí)測(cè)力計(jì)未保持靜止；小桶中的水

14、未倒凈，排開(kāi)的水未全部流入小桶 (3) 能 【解析】 (1) 用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)量物體的重力，當(dāng)物體浸沒(méi)在水中時(shí)，發(fā)現(xiàn)測(cè)力計(jì)的讀數(shù)會(huì)變小，這是由于物體在水中要到浮力，兩次讀數(shù)之差就是物體所受的浮力，即 F浮=G?F。當(dāng)物體浸沒(méi)時(shí)，收集從溢水杯排出的水，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出水和小桶的總重力，再把水倒凈測(cè)量空小桶的重力，可得 G排=G1?G2。 (2) 本實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的原因除了答案中的兩點(diǎn)，實(shí)際上還有測(cè)力計(jì)的精度不夠、彈簧測(cè)力計(jì)的指針不穩(wěn)造成讀數(shù)誤差等。 (3) 浸入液體中的物體所受浮力的大小等于物體排開(kāi)的液體所受重力的大小，故物體沒(méi)有浸沒(méi)，也能用實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證阿基米德原理。 5. 【

15、答案】 (1) 4 (2) 物體所受浮力的大小與排開(kāi)液體體積的關(guān)系 (3) 物體所受浮力的大小與液體密度有關(guān)，排開(kāi)液體的體積相同時(shí)，液體密度越大，物體受到的浮力越大 (4) 添加一個(gè)與鐵圓柱體體積相同、質(zhì)量不同的物體，測(cè)出它們各自的重力，然后分別用測(cè)力計(jì)吊著浸沒(méi)到水中，讀出測(cè)力計(jì)示數(shù)，根據(jù)測(cè)力計(jì)的示數(shù)算出浮力，通過(guò)比較得出結(jié)論 【解析】 (1) 由圖甲、丙（?。┛芍鸿F圓柱體浸沒(méi)在水中所受浮力 F浮=G?F=5?N?1?N=4?N。 (2) 由甲、乙，丁圖可知，液體的密度不變，排開(kāi)液體的體積不同，浮力不同，所以可探究的問(wèn)題是物體所受浮力與排開(kāi)液體體積的關(guān)系。 (3) 由甲、丁、戊圖可知，排開(kāi)液體的體積不變，液體的密度不同，浮力不同，在密度大的鹽水中物體受到的浮力大，所以得到的結(jié)論是浮力與液體密度有關(guān)，排開(kāi)液體的體積相同時(shí)，液體密度越大，物體受到的浮力越大。 (4) 若想探究浮力大小與物體質(zhì)量是否有關(guān)，應(yīng)保持液體密度和物體排開(kāi)液體的體積相同，并且物體的質(zhì)量不同。所以可以添加一個(gè)與鐵圓柱體體積相同、質(zhì)量不同的物體，測(cè)出它們各自的重力，然后分別用測(cè)力計(jì)吊著浸沒(méi)到水中，讀出測(cè)力計(jì)的示數(shù)，根據(jù)測(cè)力計(jì)的示數(shù)算出浮力，通過(guò)比較得出結(jié)論。