物理
方案设计 学过浮力的知识后,王小华想:既然浮力产生的原因是因为液体对浸在其中的物体上下表面存在压力差,对同一物体而言,在液体内部越深的地方,受到的压力也越大,那么在液面以下越深的地方,液体产生的浮力是不是也越大呢?请你帮他设计一个实验,来探究他所提出的问题.
(1)实验所需的器材;
(2)实验的主要过程及判断方法.
某兴趣小组利用同一物体“探究浮力大小等于什么”的实验过程如图所示.
(1)物体所受的重力为
4
4
_N.
(2)利用水进行探究记录的实验 数据如下表,请将表中空缺的数据补充完整.
实验过程
弹簧测力计的示数F(N)
排开液体的体积
V(cm
3
)
排开液体的重力
G(N)
液体所受的浮力
F(N)
A
4
0
0
0
B
3.5
50
0.5
C
100
1
1
D
3
100
1
1
(3)利用另一种液体进行实验(如图E所示),则所用液体的密度是
1.2×10
3
1.2×10
3
kg/m
3
;
(4)当测力计吊着物体,从接触水面开始缓慢完全浸入水中,到与底部刚好接触的过程中,能正确表示物体所受浮力F与浸入水中深度h关系的图象是
C
C
;
(5)分析实验数据可知,物体所受浮力大小等于
排开液体的重力
排开液体的重力
.
(6)小亮想利用实验结论来计算体积2.5立方分米,重22N的长方体物块浸没在水中受到多大的浮力,并判断自由状态下物块是漂浮、悬浮还是沉底,请帮他完成.
如图是探究“浮力大小与哪些因素有关”实验的若干操作,请回答:
(1)分析比较图①②③,说明物体所受浮力的大小与
排开液体体积
排开液体体积
有关.
(2)在图③与图④中保持了
排开液体体积
排开液体体积
不变,得到的结论是浮力大小与
液体的密度
液体的密度
有关.
(3)由实验操作可知,物体浸没在水中时所受的浮力大小为
1
1
N,浸没在盐水中时所受的浮力大小为
1.2
1.2
N.
小陈为了探究物体在水中不同深度所受浮力的变化情况,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),如图所示,在圆柱体接触容器之前,分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h弹簧测力计相应数据F,实验数据如表:
次数
1
2
3
4
5
6
7
h(cm)
0
2
4
6
8
10
12
F(N)
6.75
6.25
5.75
5.25
4.75
4.25
4.25
(1)分析表中实验数据,可以得出物体重为
6.75
6.75
N.
(2)第四次实验时,物体受到的浮力为
1.5
1.5
N.
(3)分析表中第1列至5列数据,说明物体浸没时,物体浸入越深,受到的浮力越
大
大
(4)分析表中第6列和第7列数据,说明物体浸没后,物体受到的浮力与深度
无关
无关
.
在学习浮力时,关于浮力大小跟那些因素有关做出了两个猜想,即:浮力大小可能跟液体密度和物体浸在液体中的体积有关.实验桌上有测力计1个,体积分别为V
1
、V
2
、V
3
的橡皮块三个,装有适量水的玻璃筒一个,细线若干.请你利用提供的器材,设计实验证明:“浮力大小与物体浸在液体中的体积有关”.请你写出这要实验步骤,画出数据表格.
如图是探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验.
(1)对比①、③、④,可得出:浮力大小与
液体的密度
液体的密度
有关;
(2)若探究浮力大小与物体排开液体体积的关系,应选用
①②③
①②③
(填序号).
(3)由操作可知,物体浸没在水中时所受的浮力大小为
1
1
N.
(4)图④,若物A浸没到盐水后,继续向下移动,则杯底所受液体的压强会
不变
不变
.
小明利用实验探究浮力大小和哪些因素有关系.他把金属块挂在弹簧测力计上,当金属块在空气中时弹簧测力计的示数为5N,再将它分别浸入水和酒精中的不同位置,如图所示.
(1)金属块浸没在酒精中受到的浮力是
0.8
0.8
N;
(2)上述几种情况,
乙
乙
图中金属块所受到的浮力最小.
(3)做丁、戊两次实验,是为了探究浮力大小与
液体种类
液体种类
有关.
(4)做
丙、丁
丙、丁
两次实验,是为了探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与深度无关.
在探究“影响浮力大小的因素”时,同学们做了如图所示的一系列实验.请你根据图中弹簧测力计的示数等信息回答下列问题:
(1)物体全部浸入水中受到的浮力大小是
1.8
1.8
N;
(2)根据图甲、丙、丁实验可得出浮力的大小与
液体密度
液体密度
有关;
(3)根据图
甲、乙、丙
甲、乙、丙
实验可得出浮力的大小与排开液体体积有关;
(4)如果水的密度为已知量,g取10N/kg.请你根据图中的信息写出可以求出的三个物理量:
①
物体的重力
物体的重力
;②
物体质量
物体质量
;③
物体受到的浮力
物体受到的浮力
.(提示:浮力质量体积)
如图是验证阿基米德原理的一个实验过程图,通过图中
B、C
B、C
两个步骤可以测出浮力,通过图中
D、E
D、E
两个步骤可以测出溢出的水重,由此可得结论:
物体受到的浮力等于排开的液体受到的重力
物体受到的浮力等于排开的液体受到的重力
.
下图中实验分别说明了什么.
甲:
验证浮力大小与液体密度的有关;
验证浮力大小与液体密度的有关;
乙:
验证浮力的大小跟排开液体体积有关;
验证浮力的大小跟排开液体体积有关;
丙:
验证浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关.
验证浮力的大小跟物体浸没在液体中的深度无关.
.
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