1.如图所示,为了探究浮力的大小与哪些因素有关,某同学将一个挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中,分别记下圆柱体下表面所处的深度h、弹簧测力计相应的示数F,并将实验数据记录在下表中。下列说法中正确的是( )
A.分析表中第4次和第5次实验数据,说明浸没在液体中的物体受到的浮力大小与深度有关 B.整个过程中金属块所受最大浮力为4.75N
C.第6次实验中,容器底对金属块的支持力大小为2.25N D.金属圆柱体的密度是2.5×103kg/m3 答案:C
2.图甲是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景,实验①、②和③中,弹簧测力计的示数分别为4N、3.0N和2.8N,④中弹簧测力计的示数如图乙所示。下列说法错误的是( )
A.物体A的密度为4g/cm3 B.盐水的密度为1.2g/cm3
C.实验④中A在盐水中受到的浮力是1.8N D.实验④中A通过细绳对测力计的拉力是2.2N 答案:C
3.如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的几个实验情景实验甲、丙和丁中,弹簧测力计的示数分别为4.0N、2.8N和2.5N.若盐水的密度为1.2×103kg/m3,则下列结论正确的是( )
A.实验丙中,弹簧测力计的示数比乙中小0.5N B.物体A的密度为3.2×103kg/m3
C.实验丁中,容器底部受到的压力等于0.3N D.实验乙中,物体A受到的拉力为3N 答案:C
4.为了探究浸在液体中的物体所受的浮力跟它排开液体所受的重力的关系,爱动脑筋的同学用水、圆柱形合金块等器材进行了如图所示的实验,下列说法正确的是( )
A.按图中abcd顺序进行实验会导致测量浮力的大小测量结果偏小 B.从步骤a到步骤b水对容器底部的压强先变大后不变 C.实验中合金块的密度为4g/cm3 D.利用上面图中实验器材和小木块,进一步探究了漂浮在水面上的物体所受浮力的大小与它排开液体所受的重力的关系。实验过程至少还需要用3次弹簧测力计 答案:C
5.在“探究浮力大小与排开液体体积的关系”实验中,如图甲所示,用弹簧测力计测出物块所受的重力,然后将物块逐渐浸入水中.
(1)在图乙位置时,物块受到的浮力是 N.
(2)将物块逐渐浸入水中时,发现弹簧测力计的示数逐渐变小,说明物体所受浮力大小随其排开液体的体积增大而 .
(3)继续将物块逐渐浸入水中,发现弹簧测力计的示数逐渐变小后保持不变,最后突然变为0,示数为0时物块处于 (选填字母).
A.漂浮状态 B.悬浮状态 C.沉底状态 答案:(1)0.6 (2)增大 (3)C
6.同学们用空塑料瓶和细砂等实验器材探究影响浮力大小的因素.(g取10N/kg,ρ水=1.0×103kg/m3) (1)为测出塑料瓶的体积,进行了如下操作:
①把天平放在水平桌面上,调节天平平衡,在左盘中放入盛有适量水的烧杯,通过增减砝码和移动游码使天平再次平衡,所加砝码和游码的位置如图甲所示,烧杯和水的总质量为 g;
②在空塑料瓶中装入适量细砂,拧紧盖子,瓶颈系一细绳,手拿细绳将塑料瓶完全浸没于烧杯的水中(瓶没有接触烧杯,水未溢出),通过增减砝码和移动游码使天平重新平衡,所用砝码的总质量和游码所示质量之和为167g,塑料瓶的体积是 cm3.
(2)同学们根据生活经验提出了如下三种猜想,并举出了相应的实例.
猜想一:浮力大小与物体的密度有关.实例:铁块在水中下沉,木头可以浮在水面上; 猜想二:浮力大小与液体的密度有关.实例:鸡蛋在水中下沉,在盐水中可以浮起来;
猜想三:浮力大小与浸入液体中的深度有关.实例:在游泳池里,人越往下蹲感觉到水向上托自己的力越
大.
为了验证上述猜想是否正确,同学们选择了装入细砂的塑料瓶和其它实验器材进行探究,实验过程如图乙所示.
①根据步骤d和 (填写序号),可以确定猜想二是正确的.
②根据步骤c和d可以验证猜想三是 (选填“正确”或“错误”)的,对该猜 想对应实例,合理的解释是 ;
③要验证猜想一是否正确,可以在塑料瓶中____后再进行探究.
④同学们讨论认为,猜想一和猜想二中的实例反映了物体的浮与沉可能与密度有关,要选用一个能漂浮在图e中盐水面上的物体,该物体密度应小于 g/cm3.(计算结果保留1位小数) 答案:(1)①133 ②34 (2)①e ②错误 浮力的大小与排开的液体体积有关 ③再加入细砂 ④1.1
7.在做“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验时,同学们先提出了如下的猜想: 猜想A:可能与物体浸没在液体中的深度有关。 猜想B:可能与液体的密度有关。
猜想C:可能与物体浸在液体中的体积有关。
为了验证上述猜想,同学们利用一个物体、弹簧测力计、水、盐水和细线,做了如图所示的实验。
a b c d e
(1)通过实验a和c,可知物体浸没在水中时受到的浮力大小是 N。
(2)通过分析比较所有实验,可以验证猜想是错误的,而其它猜想是正确的 。(选填“A”、“B”或“C”)
(3)该实验探究主要运用的科学探究方法是 。 答案:(1)2 (2)A (3)控制变量法
8.某小组同学利用水和酒精探究浮力大小与哪些因素有关,实验装置如图,通过多次实验,得出如下表所示实验数据:(ρ酒精=0.8×103kg/m3) 实验序号 ① ② ③ 液体种类 水 水 水 4 物体重力G/N 测力计示数F/N 3 2.5 2 物体所受浮力F浮/N 1.5 2 排开液体体积V/cm3 100 150 200 ④ ⑤ ⑥ 酒精 酒精 酒精 4 3.2 2.8 2.4 0.8 1.2 1.6 100 150 200 (1)第一次实验物体受到的浮力为 N。
(2)比较 三次实验可以得出结论:同种液体,物体排开液体体积越大,所受浮力越大。分析比较①、④(或②、⑤或③、⑥)可初步得出:排开液体体积相同时,液体 ,物体受到的浮力越大。
(3)第一次实验中,物体排开液体的重力G= N。通过比较每次实验物体受到的浮力和排开液体的重力,还可以验证 原理。
(4)该实验选用不同液体进行多次实验,其目的是 (选填“寻找普遍规律”、“多次实验求平均值减小误差”)。
答案:(1)1 (2)①、②、③ 密度 (3)1 阿基米德 (4)寻找普遍规律
9.将一只手的食指浸入水中,你会感受到浮力的作用。你想知道食指所受的浮力大小吗?请从如图所提供的实验器材中选择合理的实验器材,设计出两种测出你的食指受到浮力的实验方案,并完成填空.(已知水的密度为ρ水)。
方案一:
(1)写出你需要测量的物理量及其符号: 。 (2)食指所受浮力大小的表达式为:F浮= 。 方案二:
(1)写出你需要测量的物理量及其符号: 。 (2)食指所受浮力大小的表达式为:F浮= 。 答案: 方案一:(1)食指浸入水中排开水的体积V排 (2)ρ水V排g 方案二:(1)小桶的重力G1,小桶和食指浸入水中排开的水的总重力G2 (2)G2-G1
10.小冬学习了“认识浮力”后,爱动脑筋的小冬提出了问题:浸在液体中的物体受到浮力的大小与哪些因素有关呢?经过思考,他在学校实验室找来了弹簧测力计、烧杯、一个金属块、水和盐水等器材,设计并进行了如图探究实验。
(1)金属块在图C中受到的浮力为 N。
(2)分析B、C两图知道:当金属块浸没入水中后,所受浮力的大小与它浸入水的深度 (选填“有关”或“无关”)。因为此时金属块浸入水的 没有发生变化。
(3)小冬 (选填“能”或“不能”)利用图A和D探究浮力的大小与液体密度有关,理由是 。
(4)综合上述实验得到的结论是:浸在液体中的物体受到浮力的大小与 和 有关。 (5)根据收集到的实验数据,小冬还计算出了金属块的密度为 kg/m3。(g=10N/kg)。 答案:(1)1 (2)无关 体积 (3)没有控制V排相等 (4)液体的密度 排开液体的体积 (5)2.8×103
11.某物理社团在探究影响浮力大小的实验中将同一物体分别按如图所示的步骤进行实验:
(1)物体所受重力为 N。
(2)物体浸没在水中受到的浮力 N。
(3)通过比较B、C、D三幅图,物理社团得出:浮力的大小与浸在液体中深度有关的结论,对此结论你认为是 (“正确”或“错误”)的。理由是 。
(4)根据已有条件,请你求出E图中弹簧测力计的示数是 N(g取10N/kg,ρ酒精=0.8×103kg/m3) 答案:(1)4 (2)1 (3)错误 过程不完整,没有探究物体浸没后受到的浮力与深度的关系 (4)3.2
12.小明和小红利用弹簧测力计测量石块和盐水的密度。 (1)如图所示,小明测量石块的密度,方法如下:
①将石块用细线系好挂在弹簧测力计下,测出石块的重力G,得出石块的质量m= 。
②将石块浸没于水中,读出弹簧测力计的示数F。可得出石块受到的浮力F浮= ,石块的体积V= 。
③测得的石块密度的表达式ρ石= 。
(2)小红测量盐水的密度,只在小明的操作上添加了一步,她添加的步骤是 。测得的盐水密度的表达式ρ盐水= 。 答案:(1)①𝑔 ②G﹣F 𝜌测力计的示数F1
𝐺−𝐹1𝐺−𝐹
𝐺
𝐺−𝐹
水
③𝐺−𝐹•ρ𝑔
𝐺
水
(2)用细绳拴住石块,缓慢的浸没在盐水中,读出弹簧
•ρ水
13.如图所示,小彬同学对“浸没在液体中的物体所受浮力大小与深度是否有关”进行了实验探究。
(1)实验前首先应按竖直方向对弹簧测力计进行 。本实验中,使用弹簧测力计时,手应该拿住弹簧测力计的 (选填“拉环”或“刻度盘”)。
(2)小彬同学依次进行了如图1所示的实验,第①次实验中测力计示数为 N。通过分析发现,浸没在纯水中的物体所受的浮力大小与深度 (选填“有关”、“无关”)。进一步分析得出:物体浸没后与放入前相比,容器对水平地面的压力增加了 N。
(3)小彬同学又进行了“盐水浮鸡蛋”的实验,发现一个有趣的现象:悬浮在盐水中如图2所示位置的鸡蛋,如果用外力将鸡蛋轻轻向下或向上移动一小段距离,撤销外力后它马上又会回到原来位置悬浮。此现象初步表明:深度增大,浸没在盐水中的鸡蛋所受的浮力 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
(4)为了精确检验这一结论是否正确,小彬同学找到一个分度值为0.1g的电子秤,将如图1所示中的纯水换成盐水静置一段时间后,用如图1所示中的同一物体,依次进行了如图3所示的实验。分析电子秤的示数可知:盐水的 随深度而变化。小彬同学为自己的新发现感到万分高兴,但他并没有停下探究的脚步,再一次分析,他计算出图3②到图3④细线对物体拉力的变化量为 N。 答案:(1)调零 拉环 (2)2.5 无关 1 (3)增大 (4)密度 0.025
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