廣東省2020中考物理一輪復習 第十講 浮力 命題點2 探究浮力相關實驗

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1、 命題點2　探究浮力相關實驗 類型1　探究影響浮力大小的因素 1. (2019貴港)如圖所示，是同學們在“探究同一物體所受的浮力大小與哪些因素有關”的實驗過程圖．圖甲、乙、丙容器中裝的液體是水，圖丁容器中裝的液體是酒精，F(xiàn)1、F2、F3、F4分別是圖甲、乙、丙、丁中彈簧測力計的示數(shù)．請回答以下問題： 第1題圖 (1)圖甲中，彈簧測力計的示數(shù)F1＝________N. (2)物體完全浸沒在水中時所受的浮力為________N. (3)分析圖中乙、丙兩圖實驗數(shù)據(jù)可得：物體所受的浮力大小與__________有關；分析圖中________兩圖實驗數(shù)據(jù)可得：物體所受的浮力大小與液體密

2、度有關． (4)實驗中采用的探究方法在研究物理問題時經(jīng)常用到，稱為________法． 2. (2019綏化)如圖所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有關”的實驗裝置和實驗過程中彈簧測力計掛著同一金屬塊的示數(shù)． 第2題圖 (1)金屬塊浸沒在水中時，受到的浮力是________ N. (2)分析圖丙、丁可知，浮力大小跟物體浸沒在水中的深度________(選填“有關”或“無關”)． (3)分析________兩圖可知，浸在液體中的物體所受浮力大小跟液體密度有關．戊圖中鹽水的密度是________ kg/m3.如果在實驗中不小心使戊圖中的金屬塊接觸了容器底且與容器底有力的作用，此時測量

3、出的鹽水密度值將如何變化，并分析原因________________________________________________________________________． (4)實驗中由于握著測力計的手臂易晃動，導致測力計示數(shù)不穩(wěn)定，讀數(shù)困難．請你寫出一種改進措施___________________________________________________________________ ________________________________________________________________________. 3. (2019白云區(qū)一模)小華在

4、探究影響浮力大小因素的實驗中，先在空氣中測出圓柱體的重力大小是1.0 N，然后將圓柱體逐漸浸入水中，如圖甲所示，她測得圓柱體受到的浮力F和其底面進入水中的深度h的對應實驗數(shù)據(jù)如下表： 甲 　　 乙 第3題圖 次數(shù) 1 2 3 4 5 6 h(cm) 2 4 6 8 10 12 F(N) 0.2 0.4 0.6 0.6 0.6 0.6 (1)第1次實驗時彈簧測力計的示數(shù)為________N. (2)利用表中數(shù)據(jù)，在圖乙中畫出F－h(huán)圖線． (3)實驗中h＝6 cm時，圓柱體剛好全部浸沒在水中，則分析實驗數(shù)據(jù)可得結論：浮力的大小與___

5、_____________有關，與________無關． (4)如改用濃鹽水做實驗，在圖中再畫出F－h(huán)圖線，圖線上h＝6 cm點的位置變________(選填“高”或“低”)，判斷的依據(jù)是：_____________________________________． 類型2　探究浮力與排開液體重力的關系 4. (2019廣東省一模)如圖是“探究浮力的大小與排開的水所受重力關系”的過程情景，請根據(jù)圖示完成下面的填空． 第4題圖 (1)實驗中所用圓柱體的重力為________N. (2)圖B中存在的錯誤是________． (3)糾正錯誤后，繼續(xù)實驗，在圖C中，圓柱體受到的浮

6、力F?。絖_______N. (4)根據(jù)圖________可以得出，圓柱體排開的水所受的重力為________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(選填“大于”“小于”或“等于”)． (6)糾正圖B中的錯誤后，圓柱體從剛接觸水面到全部浸沒水中，彈簧測力計的示數(shù)逐漸減小，水對杯底的壓強________(選填“逐漸增大”“逐漸減小”或“保持不變”)． 5. (2019福建)如圖所示，“驗證阿基米德原理”的實驗步驟如下； ①用彈簧測力計測出物體所受的重力G(圖甲)； ②將物體浸沒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

7、體排開的水，讀出這時測力計的示數(shù)F(圖乙)； ③測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，測出小桶所受的重力G2(圖丁)； ⑤分別計算出物體受到的浮力和排開的水所受的重力，并比較它們的大小是否相同． 第5題圖 回答下列問題： (1)物體浸沒在水中，受到水的浮力F?。絖_______，被排開的水所受的重力G排＝________．(用上述測得量的符號表示) (2)指出本實驗產(chǎn)生誤差的原因(寫出兩點)： (a)______________________； (b)______________________． (3)物體沒有完全浸沒在水中，______

8、__(選填“能”或“不能”)用實驗驗證阿基米德原理． 參考答案及解析 命題點2　浮力相關實驗 1. (1)4.8　 (2)2　 (3)排開液體的體積　丙、丁　(4)控制變量 【解析】(1)題圖甲中彈簧測力計的分度值是0.2 N，故彈簧測力計的示數(shù)是4.8 N；(2)由題圖丙可知，物體完全浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù)為2.8 N，故此時物體所受的浮力F?。紾－F3＝4.8 N－2.8 N＝2 N；(3)由題圖乙、丙可知，物體排開水的體積不同，彈簧測力計示數(shù)不同，所以所受的浮力不同，因此物體所受的浮力大小與排開液體的體積有關；由丙、丁可知物體排開液體的體積相同時，液體的密度不同

9、，彈簧測力計示數(shù)不同，即物體受到的浮力不同；(4)本實驗探究的變量有排開液體的體積、液體的密度，在探究過程中采用的探究方法是控制變量法． 2. (1)2　(2)無關　(3)丁、戊　1.2×103　偏大，因為容器底對金屬塊有支持力，彈簧測力計示數(shù)減小，根據(jù)F?。紾－F可知，金屬塊在鹽水中受到的浮力測量值偏大，V排不變，由ρ鹽水＝可知，測量出的鹽水密度值偏大　(4)將盛有適量液體的燒杯放在鐵架臺上，把彈簧測力計固定在鐵圈上，通過改變鐵圈的高度來改變金屬浸在液體中的體積 【解析】(1)由題圖甲可知，金屬塊在空氣中的示數(shù)為4.8 N，由題圖丙或圖丁可知，金屬塊完全浸沒在水中，彈簧測力計的示數(shù)為2.

10、8 N，則金屬塊受到的浮力F?。?.8 N－2.8 N＝2 N；(2)題圖丙和題圖丁彈簧測力計示數(shù)相同，可知浮力大小跟物體浸沒在水中的深度無關；(3)分析丁、戊兩圖可知，浸在液體中的物體所受浮力大小跟液體的密度有關；在鹽水中金屬塊受到的浮力F鹽浮＝4.8 N－2.4 N＝2.4 N，金屬塊的體積為V排＝＝＝2×10－4 m3；由F鹽?。溅邀}水gV排得，鹽水的密度為ρ鹽水＝＝＝1.2×103kg/m3；如果在實驗中不小心使戊圖中金屬塊接觸了容器底且與容器底有力的作用時，此時容器底對金屬塊有支持力，彈簧測力計示數(shù)減小，根據(jù)F浮＝G－F可知，金屬塊在鹽水中受到的浮力測量值偏大，V排不變，由ρ鹽水＝可

11、知，測量出的鹽水密度值偏大；(4)改進措施：將盛有適量液體的燒杯放在鐵架臺上，把彈簧測力計固定在鐵圈上，通過改變鐵圈的高度來改變金屬浸在液體中的體積，或先將盛有適量液體的燒杯放在升降臺上，然后把彈簧測力計固定在鐵架臺的鐵圈上，并調(diào)節(jié)到適當高度，接著用升降臺調(diào)節(jié)燒杯的高度來改變金屬塊浸在液體中的體積． 3. (1)0.8　(2)如答圖所示　(3)排開液體的體積　浸入液體的深度　(4)高　液體密度增大，深度不變，圓柱體受到的浮力增大 第3題答圖 【解析】(1)由于第一次實驗時圓柱體受到的浮力為0.2 N，而圓柱體的重力為1 N，故此時彈簧測力計的示數(shù)為F拉＝G－F?。? N－0.2 N＝

12、0.8 N；(2)由表格中的數(shù)據(jù)，描點連線，即可得F－h(huán)圖線，如答圖所示；(3)由實驗數(shù)據(jù)可以看出，當h＝6 cm以后，隨著圓柱體進入水中的深度的增加，浮力不再發(fā)生變化，故說浮力的大小與物體排開液體的體積有關，與物體浸入液體中的深度無關；如果用濃鹽水做實驗，當h＝6 cm時，物體也是全部浸沒于水中，但由于鹽水的密度大于水的密度，故由阿基米德原理可知，浮力會增大，故圖線的位置會變高，這樣是為了探究液體的密度對浮力大小的影響． 4. (1)4　(2)溢水杯未注滿水　(3)1　(4)A、D　1　(5)等于　(6)保持不變 【解析】(1)由圖B可知，實驗中所用圓柱體的重力為4 N；(2)圓柱體放入

13、水中前，溢水杯中的水應該是滿的，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；(3)由題圖C可知，圓柱體浸沒在水中時，彈簧測力計的示數(shù)F＝3 N，則圓柱體受到的浮力：F?。紾－F＝4 N－3 N＝2 N；(4)由題圖D可知，小桶和水的總重力G總＝2 N；由題圖A可知，空小桶的重力G桶＝1 N，則圓柱體排開水所受的重力：G排＝G總－G桶＝1 N－1 N＝2 N；(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，排開水的體積逐漸增大，浮力逐漸增大，根

14、據(jù)F?。紾－F知，彈簧測力計的拉力逐漸減?。灰缢械乃菨M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． 5. (1)G－F　 G1－G2　(2)(a)測力計的精度不夠或測量時測力計未保持靜止　 (b)小桶中的水未倒凈或排開的水未全部流入小桶　(3)能 【解析】(1)題圖甲所測為物體的重力G，將物體浸沒在水中如題圖乙所示，彈簧測力計示數(shù)為F，物體受到的浮力等于自身重力減去彈簧測力計的示數(shù)，題圖丙所測為排開水的重力與小桶的重力之和，題圖丁測的是小桶的重力，因此被排開的水受到的重力等于兩次測得的重力之差；(2)本實驗產(chǎn)生誤差的原因：(a)測力計的精度不夠或測量時測力計未保持靜止；(b)小桶中的水未倒凈或排開的水未全部流入小桶；(3)阿基米德原理F?。溅岩篻V排，V排指的是排開水的體積，因此該原理適用于漂浮狀態(tài)，所以也可以測沒有完全浸沒在水中的物體． - 7 -