(共18张PPT)
10.1浮力
实验探究浮力的大小跟哪些因素有关课件
实验目的
通过实验,知道浮力的大小跟哪些因素有关。
实验器材
弹簧测力计、圆柱体、盛有水和浓盐水的容器等。
实验装置
实验步骤
1.用弹簧测力计测出圆柱体所受的重力。
2.将圆柱体逐渐浸入水中,直到完全浸入,同时观察并记录弹簧测力计的示数。
3.改变圆柱体浸没在水中的深度,观察并记录弹簧测力计的示数。
4.将圆柱体浸没在浓盐水中,观察弹簧测力计的示数,并与圆柱体浸没在水中时弹簧测力计的示数进行比较。
实验结论
物体在液体中所受浮力的大小跟它浸在液体中的体积有关,跟液体的密度有关。物体浸在液体中的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
序号 ① ② ③ ④ ⑤
测力计示数/N 3 2 1 1 0.6
考点1.考查研究方法
控制变量法——探究物体在液体中受到的浮力大小与一个因素之间的关系时,要保证其他因素不变。
考点2.考查浮力计算
根据“称重法”计算浮力:F浮=G-F示。
从图像上分析浮力大小
考点3.考查实验分析
(1)物体逐渐浸入液体中时,物体浸在液体中的体积逐渐增大,弹簧测力计的示数逐渐变小,即物体所受的浮力越来越大,说明物体在液体中所受浮力的大小跟它浸在液体中的体积有关。
(2)物体浸没在液体中后,随着深度的增加,弹簧测力计的示数不变,即物体所受的浮力不变,说明物体在液体中所受浮力的大小跟它浸没在液体中的深度无关。
(3)物体分别浸没在水和盐水中,排开液体的体积相同,在盐水中弹簧测力计的示数小,即物体所受的浮力大,说明物体在液体中所受浮力的大小跟液体的密度有关。
考点4.考查浮力的相关计算
利用本实验产生的相关数据可以计算出物体的密度和盐水的密度,也揭示了利用浮力测量物体密度、液体密度的两个实验设计方法。
如图甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数下与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示,g取10N/kg,下列说法正确的是( )
A.圆柱体受到的最大浮力是3N
B.圆柱体的高度为8cm
C.圆柱体的重力是6N
D.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为400Pa
在图a中,小阳同学把石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降,直至全部没入水中,图b是钢绳拉力F随着时间t变化的图象;若不计水的阻力,g取10N/kg,求:
(1)石料受到的重力为多少?
(2)石料完全浸没在水中时受到的浮力为多少?
易错警示点
1.物体在液体中受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关,跟物体浸没在液体中的深度或物体的体积无关。
2.物体在液体中受到的浮力大小与液体的密度有关,而不能笼统地叙述为跟密度有关。
3.物体要选择长一些的柱体,盐水要用浓盐水。
4.在实验中,选用不同液体进行多次实验的目的:让实验结论更具普遍性,避免偶然性。
典例赏析
物理兴趣小组在“探究浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,用弹簧测力计挂着一实心圆柱体,图a、b、c、d、e分别为实验情景。
(g取10 N/kg,ρ水=1×103kg/m3)
(1)通过a、c两次实验可知,物体浸没在水中所受浮力的大小是______N。
(2)由_________两图可得出结论:物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
(3)由_________两图可得出结论:物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(4)由d、e两图可得出结论:物体受到的浮浮力大小与液体的_______有关
达标习题1
如图所示,是同学们在“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。图甲、乙、丙容器中装的液体是水,图丁容器中装的液体是酒精,F1,F2,F3,F4分别是图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的示数。请回答以下问题:
(1)图甲中,弹簧测力计的示数F1=________N。
(2)物体完全浸没在水中时所受的浮力为________N。
(3)分析图中乙、丙两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与________有关;分析图中________和________两图实验数据可得:物体所受的浮力大小与液体密度有关。
达标习题2
小明在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中,过程如图所示.
(1)由甲图可知,物体的重力为________N.
(2)由图甲和丁可知,物体完全浸没在水中时,所受的浮力为____N.
(3)根据图中弹簧测力计示数的变化可知,物体排开水的体积越大,所受的浮力________.(选填“越大”“越小”或“不变”)
(4)在上述实验的基础上,小明若想探究浮力大小与液体密度的关系,则应该换用一杯________(选填“质量”或“密度”)不同的液体.
(5)如图所示,图线________(选填“a”或“b”)能用来表示物体所受浮力大小随浸入液体深度的变化情况.
达标习题3. 小明利用如图所示实验探究“浮力大小和哪些因素有关”.他把同一金属块挂在弹簧测力计上,将它分别浸入水和酒精中的不同位置:
(1)图中四种情况,________图(选填“甲”“乙”“丙”或“丁”)中金属块所受到的浮力最小;
(2)下图中能正确反映弹簧测力计示数F和金属块下表面在水中的深度h关系的图像是________(选填“A”“B”“C”或“D”).(金属块未接触容器底)
(3)小明想继续探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”,他又找来薄铁片进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将铁片放入盛水的烧杯中,铁片下沉至杯底;
步骤二:将铁片弯成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上;
通过分析可知,第一次铁片受到的浮力和第二次铁片受到的浮力不相等,于是小明得出:物体受到的浮力与其形状有关.小明得出错误结论的原因是:________.
达标习题4.某小组同学在“探究影响浮力大小因素”的实验中,提出了3种猜想.
小华:浮力大小与液体密度有关;
小龙:浮力大小与物体浸在液体中的体积有关;
小山:浮力大小与物体所受的重力有关.
他们用体积相同的A、B两块实心金属块、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等仪器完成了实验,实验数据如下表所示:(1)在第4次测量中,表格中标有“Δ”的位置的数据应该是________N;
(2)通过分析比较第________次实验数据,能够说明小华同学的猜想是正确的;分析比较第1、2、3次实验数据,能够说明________同学的猜想是正确的;
(3)为了验证小山同学的猜想,他们选择了第________次实验数据,他们发现浮力大小与物体所受的重力________(选填“无关”或“有关”);
(4)为了验证小龙的结论,采用如下图所示的四个实验操作,合理的实验顺序是________.
次数 金属块 物体重力/N 液体密度/g.cm 3 物体浸在液体中的体积/cm3 测力计示数/N
1 A 5 1.0 20 4.8
2 A 5 1.0 60 4.4
3 A 5 1.0 100 4.0
4 A 5 1.2 100 Δ
5 B 3 1.2 100 1.8