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1、浮力单元复习 浮力实验题型模块一 物体浮力影响因素的探究实验例题精讲【例1】做研究浮力的实验中测量浸没在水中物体所受浮力大小步骤如下：用细线把一物体挂在弹簧测力计上如图所示，测出该物体所受重力G1.2N；把该物体浸没在水中如图所示此时弹簧测力计示数F_；该物体所受浮力F浮_按上述方法测定两组共8个实心物体浸没往水中所受浮力的实验数据如表1、表2：表1 体积均为100cm3的石块、铝块、铁块、铜块物体石块铝块铁块铜块物体所受重力G(N)22.77.98.9物体所受浮力F浮(N)1.01.01.01.0表2 四块质量不等、密度相同的石块物体石块1石块2石块3石块4物体所受重力G(N)0.71.42
2、.84.2物体所受浮力F浮(N)0.51.02.03.0为了研究体积相同的不同物体，浸没在水中时所受浮力与重力的关系，根据表1数据，在以G为横坐标、F浮为纵坐标的方格纸上描点，再把这些点连起来甲同学根据图线得出“一切浸没在水中的物体所受的浮力皆相等”的结论；乙同学根据表2数据得出“一切浸没在水中的物体所受浮力与其所受重力成正比”的结论；请你从两位同学的结论中任选一个判断其是否正确，并说出理由假如将体积为100cm3的铅块浸没在水中，它将受到多大的浮力？(g取10N/kg) 考点：探究浮力大小的实验；弹簧测力计的使用与读数；浮力大小的计算解析：弹簧测力计的分度值是0.2N，指针在零刻度线下两小格
3、处，示数为0.4N；物体受到的浮力F浮1.2N0.4N0.8N；根据表格中提供的重力和浮力的数据，描出4个点，然后连起来就是浮力随重力变化的图像；以甲同学为例：根据表1提供的数据中可以发现，浮力的大小确实是相等的，但先决条件是物体的体积相等，所以甲同学的结论是错误的；体积为100cm3的铅块浸没在水中，排开水的体积就等于铅块的体积，铅块受到的浮力F浮液V排g1.0103kg/m310010-6m310N/kg1N答案：0.4N；0.8N；如图：甲同学判断错误因为他没有说明样本体积相等且完全浸没(即排水量相等)这个前提铅块受到的浮力F浮液V排g1.0103kg/m310010-6m310N/kg
4、1N铝块受到的浮力等于1N【测试题】如图所示，将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(水足够深)，在圆柱体接触容器底之前，能正确反应弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h的关系图是()ABCD考点：探究浮力大小的实验解析：金属块逐渐浸入水中的过程中，浸入水中越深，它排开水的体积越大受到的浮力越大，弹簧测力计的示数越小；浸没后，它排开水的体积不变，受到的浮力不变，则弹簧测力计的示数也不变故弹簧测力计的示数是先变小后不变答案：A模块二 利用控制变量法的浮力影响因素探究实验例题精讲【例2】某小组同学在学习了密度知识后根据“浸入水中的铁块最终静止在容器底部、浸入水中的木块最终漂浮在水面上”
5、的现象，猜想物块的密度可能会对它浸入水中后的最终状态有影响于是他们用若干体积相同、密度不同的实心物块和足够的水进行试验，并实验数据及观察到的实验现象记录在下表中：实验序号123456物块ABCDEF物块的密度(千克/米3)2.71032.21031.61030.81030.61030.4103实验现象分析比较实验序号1或2或3的数据及现象，可得出的初步结论是：当_时，物块最终静止在容器底部分析比较实验序号_的数据及现象，可得出的初步结论是：当浸入水中实心物块的密度小于水的密度时，物块最终漂浮在水面上分析比较实验序号4和5和6的数据、现象及相关条件可得出的初步结论是_小明同学认为上述实验数据有限
6、，得到的初步结论未必足以使人信服，应该用更多的实验数据进行验证，于是他决定进一步研究密度范围在_千克/立方米内实心物块浸入水中后的最终状态，为上述结论提供最有力的证据考点：物体的浮沉条件及其应用；阿基米德原理解析：分析比较实验序号1或2或3的数据及现象，可得出的初步结论是：当浸入水中实心物块的密度大于水的密度时，物块最终静止在容器底部；分析比较实验序号4或5或6的实验数据及现象，可得出的初步结论是：当浸入水中实心物块的密度小于水的密度时，物块最终漂浮在水面上；综合分析4和5和6的数据、现象及相关条件，实心物块的密度越小，体积越小，实心物块的质量越小，又都是漂浮，受到的浮力越小，排开水的体积越小
7、，露出水面的体积越大，得出结论：最终漂浮在水面上的实心物块，密度比水小的程度越大，物块露出水面的体积也越大；小明没有做物块密度在0.81031.6103kg/m3内的实验，而刚好水的密度为1.0103kg/m3，在0.81031.6103kg/m3范围内，所以为了使人更加信服，他需要补充这些实验，为上述结论提供最有力的证据答案：当浸入水中实心物块的密度大于水的密度；4或5或6；最终漂浮在水面上的实心物块，密度比水小的程度越大，物块露出水面的体积也越大；0.81031.6103【测试题】小明在生活中发现木块总浮在水面，铁块却沉入水底，由此他提出两个问题：问题1：浸入水中的铁块是否受到浮力？问题2
8、：浮力大小与哪些因素有关？为此他做了进一步的猜想，设计并完成了如图所示实验(b)、(c)图中弹簧测力计示数均小于(a)图中弹簧测力计示数，说明浸入水中的铁块_选填“受到”或“不受到”)浮力；做_、_ (选填字母)两次实验，是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关；做(d)、(e)两次实验，是为了探究浮力大小与_的关系考点：探究浮力大小的实验；浮力大小的计算解析：(b)、(c)图中弹簧测力计示数均小于(a)图中弹簧测力计示数，说明浸入水中的铁块受到浮力作用；探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关时，控制液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素相同，物体在液体中浸没的深度，符合
9、这个条件的是c、d两图；(d)、(e)两次实验中，物体在液体中浸没的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计的示数不同，因此研究的是浮力大小与液体密度的关系 答案：受到；c；d；液体密度模块三 实验设计题例题精讲【例3】利用“一个弹簧测力计、一个合金块、两根细线、一个装有适量水的大烧杯”测量一个不规则小木块密度的步骤如下：将弹簧测力计指针调至零刻线；用细线系住木块，挂在弹簧测力计下，记录弹簧测力的示数G；用细线将合金块系在木块下方，将合金浸没在水中，合金块不接触容器，记录弹簧测力的示数G1；_；木块的密度表达式木_r=考点：固体密度的测量解析：实验中已经用弹簧测力计测得木块所受的重力、木块与合金块
10、的重力和减去合金块所受的浮力所得之差G1，若再测得木块与合金块的重力和减去木块和合金块受到的浮力之差G2，即可得木块浸没在水中所受的浮力F浮G1G2据阿基米德原理F浮水gV排，得：V排，物体浸没水中时体积VV排，V木V排，根据密度计算公式，得：木 ，即木水答案：用细线将合金块和木块全部浸没在水中且它们都不要容器壁相接触，记录此时弹簧测力计的示数为G2；木水【测试题】某同学在实验室里探究“影响浮力大小的因素”的实验，如图是其中的一次实验情景根据图示可以知道，该同学这次操作的目的是()A探究物体所受浮力大小与其浸入深度的关系B说明物体所受浮力的大小跟排开液体的体积大小有关C探究物体所受浮力大小与液
11、体密度的关系D验证阿基米德原理F浮G排考点：探究浮力大小的实验 解析：根据图示可以知道A物体都完全浸没在液体中，所以排开的液体体积相同，而一种液体是水、另一种是盐水，两个液体的密度不同，它们所受的浮力不同，所以该同学这次操作的目的是：探究物体所受浮力大小与液体的密度的关系答案：C【例4】小明选用了如下图中的质量约600g 的金属皇冠模型，若能测出模型所受重力G模型、模型浸没在水中所受的浮力F浮，且知道水的密度水，就可以根据，求出模型密度模型证明式子成立现有足量的水和图2中的各种可选的器材，要利用测出模型的密度，根据实验要求从器材A、B、C、D、E、F 中选择实验所必须的器材，并写出测模型密度的
12、实验步骤及所需记录的数据a选择的器材(填代号)：b实验步骤及需要记录的数据：考点：设计实验测密度解析：证明：对于物体而言，其重力可以表示为 G模型模型 gV模型 同时，当模型完全浸没在水里时，其受到的浮力可以表示为：F浮水gV排 又由于完全浸没于水中，所以V模型V排 由式可得(式除以式，约掉g和V)：，故命题成立a选用的器材：B、F； b实验步骤：先用弹簧测力计测出模型的重力，记为F1将水槽中倒入适量的水，将模型悬挂在弹簧测力计上，再将模型完全浸没在水中，稳定后记录下此时弹簧测力计的读数F2模型的密度可以表示为：模型水答案：证明：对于物体而言，其重力可以表示为 G模型模型 gV模型 同时，当模
13、型完全浸没在水里时，其受到的浮力可以表示为：F浮水gV排 又由于完全浸没于水中，所以V模型V排 由式可得(式除以式，约掉g和V)：，故命题成立a选用的器材：B、F； b实验步骤：先用弹簧测力计测出模型的重力，记为F1将水槽中倒入适量的水，将模型悬挂在弹簧测力计上，再将模型完全浸没在水中，稳定后记录下此时弹簧测力计的读数F2模型的密度可以表示为：模型水【测试题】在探究“浮力的大小等于什么”的实验中，有如图所示的四个步骤，正确的操作顺序应是()ABCD考点：探究浮力大小的实验解析：验证阿基米德原理的实验过程是：A 用弹簧测力计测出小桶的重1N；B 用弹簧测力计测出固体的重4N；C 在溢水杯中盛满水
14、，将固体慢慢浸入水中，记下拉力，固体受到的浮力为4N3N1N；同时使溢出的水流入小桶；D 用弹簧测力计测出小桶和溢出的水的总重2N，所以排出的水重为2N1N1N所以固体受到的浮力等于排开的水受到的重力答案：D模块四 浮力的实验计算例题精讲【例5】圆柱形容器中装有适量的水，将一只装有配重的薄壁长烧杯放入圆柱形容器的水中，烧杯静止时容器中水的深度H1为20cm，如图甲所示将金属块A吊在烧杯底部，烧杯静止时露出水面的高度h1为5cm，容器中水的深度H2为35cm，如图乙所示将金属块A放在烧杯中，烧杯静止时露出水面的高度h2为1cm，如图丙所示已知圆柱形容器底面积为烧杯底面积的2倍则金属块A的密度为_
15、kg/m3考点：密度的计算；阿基米德原理；浮力大小的计算解析：比较甲乙两图可知，金属块A的重力为G水g(H2H1)S容；比较乙丙可知，金属块A受到的浮力水gVA水g(h1h2)S；所以A的体积为VA(h1h2)S；A的密度为7.5103kg/m3答案：7.5103【测试题】圆柱形容器中装有适量的水，将一只装有配重的薄壁长试管放入圆柱形容器的水中，试管静止时容器中水的深度H1为10cm，如图甲所示向试管中注入深度h为5cm的未知液体后，试管静止时容器中水的深度H2为11cm，如图乙所示已知圆柱形容器底面积为试管底面积的4倍则未知液体的密度为_kg/m3考点：物体的浮沉条件及其应用；密度公式的应用
16、；重力的计算；阿基米德原理解析：试管中放入未知液体后，排开液体体积的增加量：VS圆柱HS圆柱(H2H1)，未知液体受到的浮力：F浮水gV，未知液体的重力：GmgVgS试管hg，倒入未知液体前后试管处于漂浮状态，F浮G，即水gS圆柱(H2H1)S试管hg，水g4S试管(11cm10cm)S试管5cmg，0.8水0.81.0103kg/m30.8103kg/m3答案：800【例6】小明利用弹簧测力计和水测量某种液体的密度的实验如图所示，则计算这种液体密度的表达式是：_考点：液体的密度测量实验；阿基米德原理解析：物体在水中所受浮力GF1，浮力等于排开水的重力，所以物体排开水的体积V排V物，物体在液体
17、中所受浮力GF2，浮力等于排开液体的重力，所以物体排开液体的体积V排V物，两体积相等，整理得，液水 答案：液水【测试题】在一圆柱形容器中盛有水，水面漂浮着一个小容器，当将一个实心球放入小容器中后，大容器中的水面上升的高度是7cm，如图所示，若把这个实心球从小容器中取出放入大容器中的水里后，水面又降低了2cm，求这个实心球的密度是_ kg/m3 (小容器的质量忽略不计)考点：密度的计算；阿基米德原理；物体的浮沉条件及其应用解析：设大容器的底面积为S，因为实心球放入小容器中后是漂浮的，所以G球F浮，由阿基米德原理可知，F浮G排，则G球G排，因此m球m排，根据题意可得：m排水(S0.07m)，所以m球水(S0.07m)，因为实心球从小容器中取出放入大容器中的水里后，水面又降低了2cm，则可知V排减小，浮力减小，此时重力大于浮力，所以实心球放入水中后是下沉的，则当实心球放入大容器中后，实心球的体积等于实心球排开水的体积，即V球V排S(0.07m0.02m)，所以实心球的密度：球1.0103kg/m31.41.4103kg/m3 答案：1400