人教版物理八年级下第十章10.1细化知识点同步练习———探究浮力大小的影响因素(2)
一、单选题
1.(2022八下·崂山期末)如图所示,装满水的烧杯放在盘子里,再把空易拉罐按入水中,感受到浮力的同时,会看到排开的水溢到盘子中,慢慢将易拉罐压入水中,体会浮力的大小并观察溢出水的多少。根据活动中的感受和观察,能够提出的最具探究价值的科学问题是( )
A.浮力的大小与物体排开液体的密度有什么关系
B.浮力的大小与浸入液体的物体形状有什么关系
C.浮力的大小与物体排开液体的体积有什么关系
D.浮力的大小与物体浸入液体的深度有什么关系
2.(2021八下·濉溪期末)如图是某同学进行“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时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.探究浮力与液体质量的关系 B.探究浮力与液体体积的关系
C.探究浮力与液体密度的关系 D.探究浮力与液体深度的关系
3.(2022八下·广州期末)小明在探究浮力大小与物体重力是否有关的实验中,进行了以下实验,如图所示,他所测的相同体积的铜块和铁块的相关数据分别为F1、F2、F3、F4若浮力大小与物体重力无关,则满足的条件是( )
A., B.
C. D.
二、实验探究题
4.(2022八下·泰安期末)某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力大小的关系”。
(1)实验的最佳顺序是____
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、甲、乙、丙 C.乙、甲、丁、丙
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,甲石块受到的浮力大小为 N;
(3)由以上步骤可知:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于 ;
(4)由图中数据可知石块的体积为 cm3,将图乙中的水换成酒精,石块受到的浮力为 N。
(,, )
5.(2022八下·永吉期末)物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂 着一实心圆柱体,以图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10N/kg)
(1)通过a图和 图可知,物体浸没在水中所受浮力大小是 N;
(2)由图a、b、c中弹簧测力计示数的变化可知,物体 越大,所受的浮力越大;
(3)在某种液体中进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面没入深度的关系图像,该液体的密度为 kg/m3;
(4)神舟十三号航天员王亚平在“天宫课堂”上把一个乒乓球放入一杯水中,松手后乒乓球保持静止,如图h,乒乓球 (选填“受到”或“不受到”)浮力。
6.(2022八下·新抚期末)小明设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)通过比较 两图可以得出物体所受浮力大小,通过比较 两图可以得出物体排开液体所受重力。进行比较,可得出:F浮 (选填“大于”“小于”或“等于”)G排。为了使实验结论更具有普遍性,应用 (选填“同一”或“不同”)物体重复上面的操作;
(2)实验过程中若甲图溢水杯中的水没有到达溢水口,会使测得的 (选填“浮力”或“排开液体的重力”)不准确。造成F浮 (选填“大于”“小于”或“等于”)G排。
(3)实验后,小明将木棒一端缠绕一些铜丝,将其先后放入装有不同液体的A、B两个烧杯中,如图所示。可以判断出:木棒在两烧杯中受到的浮力FA FB;两烧杯中液体的密度ρA ρB。(以上两空填“大于”“小于”或“等于”)
7.(2021八下·抚顺期中)某同学按照如图所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)物体受到的重力为 N。
(2)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是 N。
(3)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。
(4)由C、D两图可得出结论:物体受到的浮力大小与 无关。
(5)由 两图可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
8.(2020八下·鞍山期末)如下图所示是某小组研究浮力问题的装置图,请根据图示回答下面的问题:
(1)A、B两图中,B图中测力计的示数变小,说明了物体 ,A、B两图中测力计示数之差等于 ;
(2)比较 两图能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(3)C、D两图中,弹簧测力计的示数不同,说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小跟液体 有关;
(4)比较 两图可说明物体浸在同种液体中,所受浮力大小与没入液体的深度无关。
9.(2020八下·本溪月考)如图1所示,小明利用弹簧测力计、一个金属块、两个相同烧杯、适量的水和煤油, 对浸在液体中的金属块所受浮力进行了探究。
(1)分析图 B、C,说明浮力大小跟 有关;
(2)如图2是小明根据实验数据所绘制的弹簧测力计示数与金属块的下表面浸入水中深度和金属块所受浮力与金属块的下表面浸入水中深度的关系图像。能够表示金属块所受浮力与金属块的下表面到水面距离h关系的图像为 (选填“a”或 “b”);
(3)图1B中,金属块浸没在水中所受浮力为 N,在若此时剪断细绳,该金属块在水中将 (填“上浮”、“悬浮”或“下沉”);
(4)小明通过上述实验发现只用一支弹簧测力计就可测出物体的密度。请你根据图中的实验数据求出:金属块的密度为 kg/m3,煤油的密度为 kg/m3。
10.(2019八下·丹东期中)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:
A:可能与物体浸没在液体中的深度有关;
B:可能与物体的密度有关;
C:可能与物体的体积有关;
D:可能与物体浸在中液体的体积有关;
E:可能与液体的密度有关.
为了验证上述猜想,小明利用下列器材做了如图所示的实验.
器材:体积相等的铁块、铜块,弹簧测力计,一杯水,一杯盐水,细绳.
(1)分析比较实验③④,可以验证猜想 是正确的;分析比较实验④⑤,可以验证猜想 是错误的(选填“A、B、C、D、E”).
(2)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想 是错误的(选填“A,B,C,D,E”).
(3)分析比较实验 可得:浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关.
(4)该实验探究主要运用的科学探究方法是: .
(5)由实验②⑥⑦可测出盐水的密度为 kg/m3
11.(2017八下·辽阳月考)如下图所示,是利用实验探究浮力大小和哪些因素有关系实验。
把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,如图所示。
(1)下图四种情况, 图中金属块所受到的浮力最小。
(2)做甲、乙两次实验,是为了探究浮力大小与 有关。
(3)做乙、丙两次实验,是为了探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与 无关。
12.如图所示是某小组研究浮力问题的装置图,请根据图示回答下面的问题
(1)A、B两图中,B图中测力计的示数变小,说明了物体 ,A、B两图中测力计示数之差等于 .
(2)比较B、C两图能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与 有关;
(3)C、D两图中,弹簧测力计的示数不同,说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小跟液体 有关.
(4)比较 图和 图可说明物体浸在同种液体中,所受浮力大小与浸入液体的深度无关.
13.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:
①可能跟物体浸入液体的深度有关;
②可能跟物体的重力有关;
③可能跟物体的体积有关;
④可能跟物体浸入液体的体积有关;
⑤可能跟液体的密度有关.
为了验证上述猜想.李明做了如图所示的实验:他在弹簧测力计下端挂一个铁块,依次把它缓缓地浸入水中不同位置,
在这一实验中:
(1)铁块从位置1﹣2﹣3的过程中,弹簧测力计的示数 ,说明铁块受到的浮力 ;
从位置3﹣4的过程中,弹簧测力计的示数 ,说明铁块受到的浮力 .(填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)通过这一实验可以验证上述猜想 是正确的.(填上面猜想的序号).
14.(2022八下·乐亭期末)如图所示是“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验装置图,用弹簧测力计挂着一个实心圆柱体,图a、b、c、d、e分别为实验情景,f为根据本实验所得图像。
(1)通过a、c两次实验,可知实心圆柱体的质量为 kg,物体浸没在水中所受浮力大小是 N,实心圆柱体的密度是 kg/m3(g=10N/kg);
(2)通过b、c两次实验,说明同一种液体中的物体所受浮力大小与 有关;
(3)通过c、d两次实验,物体排开相同体积的液体时,受浮力大小与 有关;
(4)通过d、e两次试验,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小跟深度 ;
(5)通过a、c、d三次试验,可知d图中酒精密度为 kg/m3(ρ水=1.0×103kg/m3);
(6)图c中,当物体从接触水面开始到浸没于水中更深处(未触底),在图f中能表示出此过程物体受浮力F与浸入水中深度h关系的图象是 (选填“①”或“②”)。
15.(2022八下·定远期末)小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和一定量的煤油),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,探究过程及有关数据如图所示。
(1)分析图中的A、B(或A、C),说明浸在液体中的物体受到 (填方向)的浮力;金属块浸没在水中时所受的浮力是 N;
(2)观察 (填图的序号)四个图可得出结论:金属块在同种液体中受到浮力的大小随物体排开液体体积的增大而 (选填“增大”或“减小”);
(3)分析A、D、E三个图,说明浸在液体中的物体受到的浮力大小与 有关;
(4)上述设计方案,采用的实验方法是____;
A.控制变量法 B.转换法 C.模型法 D.等效法
(5)根据图中的相关数据计算得出:
①金属块的密度是 kg/m3;②煤油的密度是 kg/m3(g取10N/kg)
(6)小明还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”,他找来薄铁片、烧杯和水进行实验。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。
①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)第二次铁片受到的重力;
②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,他只关注了铁片形状的改变,忽视了 对浮力大小的影响。
16.(2022八下·上杭期中)如图所示,甲、乙、丙、丁是“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验的四个步骤。
甲:用测力计测出某物体所受重力;
乙:把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出这时测力计示数。同时,用小桶收集物体排开的水;
丙:测出小桶和物体排开的水所受的总重力;
丁:测出小桶所受的重力。
(1)上述实验操作的更合理顺序应该是 ;
(2)通过 两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮= N。通过 两步骤可得出物块排开的水所受的重力G排,比较F浮与G排,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系;
(3)学生发现在步骤乙中,将物体浸没在水中的更深的位置时(未触底),弹簧测力计的示数不变,说明浸没在水中的物体所受浮力大小与浸没的 无关;
(4)同学把水换成另一种液体重复上述实验,步骤乙中弹簧测力计示数变大了0.4N,这表明浸在液体中的物体所受浮力的大小跟 有关,该液体的密度为 ;
答案解析部分
1.【答案】C
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】用手把空易拉罐缓慢地按入水中,在空易拉罐浸没之前,越往下按,排开水的体积越大受到的浮力越大,这个实验告诉我们浮力的大小跟物体排开液体的体积有关,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】越往下按,排开水的体积越大受到的浮力越大,验证了浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
2.【答案】C
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】解:根据图示可以知道两图中两物的体积相同,两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、另一种是酒精,两种液体的密度不同,它们所受的浮力不同,所以该同学这次操作的目的是:探究物体所受浮力与液体密度的关系。
故选C。
【分析】浮力的大小等于排开液体的重力,它与液体的密度及排开液体的体积有关;通过图,利用控制变量法,找出相同量和不同量,即可知道研究的目的。
3.【答案】B
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】相同体积的铁块和铜块,密度不等,所以质量不等,重力不等。因为体积相同,若两种物体浸没在水中后浮力相同,则证明浮力的大小与重力无关,即
B符合题意。
故答案为:B。
【分析】若,则证明浮力的大小与重力无关。
4.【答案】(1)B
(2)1.5
(3)它排开的液体所受的重力
(4)150;1.2
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)先乙后甲,物体由于带水测重力会引起误差;先丙后丁,烧杯内有残留的水,会产生误差,所以实验的最佳顺序是丁、甲、乙、丙,AC不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,甲石块受到的浮力
(3)比较甲乙之差和丙丁之差可知:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
(4)根据可得石块排开液体的体积
石块的体积
石块浸没在酒精中时排开酒精的体积
石块受到的浮力为
【分析】(1)物体由于带水测重力会引起误差;烧杯内有残留的水,会产生误差;
(2)根据F浮=G-F示,求出浮力;
(3)浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力;
(4)根据,求出体积及浮力大小。
5.【答案】(1)c(d);0.5
(2)排开液体的体积(浸在液体中的体积)
(3)0.8×103
(4)不受到
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由称重法得浮力,通过a图和c(或d)图可知,物体浸没在水中所所受浮力大小
(2)由图a、b、c中弹簧测力计示数的逐渐变小,由称重法得浮力
物体排开液体的体积越大,所受的浮力越大。
(3)在某种液体中进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面没入深度的关系图像,当圆柱体浸没以后弹簧测力计示数为1.6N,由称重法得此时所受浮力
由(1)中浮力和得,圆柱体的体积,即排开液体体积
由得,该液体的密度为
(4)神舟十三号航天员王亚平在“天宫课堂”上把一个乒乓球放入一杯水中,松手后乒乓球保持静止,如图h,由于水处于失重状态,对乒乓球没有压力,所以乒乓球不受到浮力。
【分析】(1)根据,求出浮力;
(2)物体排开液体的体积越大,所受的浮力越大;
(3)根据,求出液体密度;
(4)太空中水处于失重状态,对乒乓球没有压力,乒乓球不受到浮力。
6.【答案】(1)甲、乙;丙、丁;等于;不同
(2)排开液体的重力;大于
(3)等于;小于
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)甲图可以测出物体受到的重力G,乙图物体浸没在液体中,读出弹簧测力计示数F示,根据称重法可知,通过甲、乙两图测力计示数之差就可以得出浮力F浮的大小。
丙图测量的是小桶和排开的液体的总的重力,丁图测量的是空小桶的重力,所以通过比较丙、丁两图可以得出物体排开的液体的重力G排的大小。
通过阿基米德原理可知,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力,即F浮=G排。
采用一种液体、一个物体按上述方法可以比较处浮力大小和物体排开的液体受到重力大小的关系,但具有偶然性,为了使实验结论更具有普遍性,应用不同物体或不同液体重复上面的操作。
(2)实验过程中,若甲图溢水杯中的液体没有到达溢水口,当物体浸入到溢水杯的液体中时,液面先上升到溢水口,然后再有液体溢出,使得溢出的液体比物体排开的液体少,会使测得排开液体的重力不准确,造成F浮>G 排。
(3)木棒一端缠绕一些铜丝,将其先后放入装有不同液体的A、B两个烧杯中,都处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,木棒在两烧杯中受到的浮力FA=FB;由图可知,木棒在A液体中排开的液体体积大于木棒在B液体中排开的液体体积,即V排A>V排B,根据F浮=ρ液gV排可知,ρA<ρB。
【分析】(1)根据物体受到的重力和进入液体后测力计的示数差, 计算浮力;根据桶和排开液体的重力和桶的重力差, 计算排开液体的重力;根据物体受到的浮力和排开液体重力关系,判断阿基米德原理;选择不同物体可以探究规律的普遍性;
(2)溢水杯不满,测量的排开液体重力偏小;
(3)漂浮物体受到的浮力等于物体的重力;浮力相同时,排开液体的体积越大,液体密度越小。
7.【答案】(1)4
(2)1
(3)B、C(或B、D)
(4)物体浸没在液体中的深度
(5)D、E
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由图A可知,测力计拉着物体静止在空气中的示数为物体的重力,即G=4N
(2)由图A、C可知,物体浸没在水中时受到的浮力F水=G-FC=4N-3N=1N
(3)探究物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积的关系时,应控制液体的密度相同,排开液体的体积不同,故答案为:B、C或B、D两图进行比较。
(4)根据C、D两图可知,液体的密度相同,排开的液体的体积相同,深度不同,浮力相同,即物体受到的浮力大小与浸没在液体中的深度无关。
(5)D图中物体浸没在水中受到的浮力F水=G-FD=4N-3N=1N
E图中物体浸没在酒精中受到的浮力F酒=G-FE=4N-3.2N=0.8N
所以,在排开液体的体积相同的情况下,液体的密度不同,受到的浮力不同,则物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
【分析】(1)测力计可以直接测出物体的重力。
(2)根据F浮=G-F求浮力大小。
(3)研究液体中的物体所受浮力的大小与排开的液体的体积的关系时,要控制液体的密度相同。
(4)研究液体中的物体所受浮力的大小与液体的深度的关系时,要控制物体排开液体的体积和密度都相同。
(5)根据D、E中的相同点和不同点,根据控制变量分析。
8.【答案】(1)受到向上的浮力;浮力
(2)B、C
(3)密度
(4)D、E
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)AB两图中,B图中测力计的示数变小,说明了物体受到向上的浮力。由称重法可知,物体受到的浮力等于A、B两图中测力计示数之差。(2)比较B、C两图,浸在同种液体中的物体排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,即浮力不同,因此能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关。(3)比较C、D两图,物体排开液体的体积相同,液体密度不同,弹簧测力计的示数不同,即浮力不同,从而说明所受浮力大小与液体密度有关。(4)比较D、E两图,物体浸没在同种液体中,所处深度不同,弹簧测力计的示数相同,即浮力相同,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
【分析】(1)进入液体的中的物体受到浮力的作用;根据重力和测力计示数差可以计算浮力;(2)当液体密度相同时,浮力和排开液体的体积有关;(3)当物体排开液体的体积相同时,浮力和液体的密度有关;(4)当物体排开的液体密度、体积相同时,浮力和进入液体中深度无关。
9.【答案】(1)液体的密度
(2)a
(3)1.0;下沉
(4)2.7×103;0.8×103
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)对比B、C两图可知,弹簧测力计示数不同,则说明所受浮力大小不同,金属块排开液体体积相同,液体密度不同,则可得:浮力大小与液体密度有关。
(2)当金属块的下表面到水面距离h越大时,金属块排开液体体积越大,当完全浸没后,继续增大金属块的下表面到水面距离h,排开液体体积不变,则由 可知,随着金属块的下表面到水面距离h的增大,金属块所受浮力先增大,再保持不变,即为a曲线。
(3)由A图可知金属块所受重力为2.7N,则在B图中金属块所受浮力为F浮B=G-FB=2.7N-1.7N=1.0N
此时物体已经完全浸没,所受浮力已达到最大,浮力小于重力,则剪断细线后金属块在水中将下沉。
(4)B图中金属块浸没,则金属块体积等于排开液体体积,由 可求金属块体积为
金属块质量为
则可求金属块密度为
C图中金属块所受浮力为F浮C=G-FC=2.7N-1.9N=0.8N
B图与C图中,排开液体体积相同,由 可知,液体密度与浮力成正比,即
解得煤油密度为0.8×103kg/m3。
【分析】(1)阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,液体密度越大,排开液体的体积越大,那么物体受到的浮力就越大;
(2)物体下表面位置比较深,受到的压力比较大;
(3)当物体处于沉底状态时,物体受到的重力大于浮力;
(4)求解浮力的大小,可以利用称重法求解,结合物体受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积,结合密度公式求解物体的密度;当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;结合物体受到的浮力和排开液体的体积,利用阿基米德原理的变形公式求解液体的密度。
10.【答案】(1)D;A
(2)B
(3)⑥⑦
(4)控制变量法
(5)1.2×103
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)在实验③④中,都是浸没在水中,液体密度相同,但排开水的体积不同,V排③在实验④⑤中,液体的密度相同,排开液体的体积相同,但物体浸没在液体中的深度不同,此时,弹簧测力计的示数相同都是1.0N,计算可知,F浮④=F浮⑤=2.0N,说明物体受到的浮力与物体浸没在液体中的深度无关,即猜想A是错误的;(2)在实验①⑤中,铁块完全浸没在水中,计算可知,F浮⑤=2.0N,
在实验②⑥中,铜块完全浸没在水中,计算可知,F浮⑥=2.0N,
比较可知,铁块和铜块排开水的体积相同,液体的密度相同,受到的浮力相同,说明物体受到的浮力与物体的密度无关,即猜想B不符合题意;(3)研究物体所受浮力的大小与液体的密度有关,需控制排开液体的体积相同,浸没在不同液体中;
实验⑥⑦中,铜块排开液体的体积相同,浸没在不同的液体(水、盐水)中,弹簧测力计的示数不同,即浮力不同,说明物体所受浮力的大小与液体的密度有关;(4)当研究一个物理量同时与多个因素有关时,则采用控制变量法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决.(5)由②⑥可得铜块在水中受到的浮力为F浮水=G铜-F拉⑥=4.0N-2.0N=2.0N.
由F浮水=ρ液gV排,由于铜快全部浸入水中所以V排=V物= =2 ,
铜块浸入盐水中受到的浮力为:F浮盐水=G铜-F拉⑦=4.0N-1.6N=2.4N,则F浮盐水= gV排,即 1.2×103kg/m3.
【分析】(1)结合阿基米德原理的表达式和选项求解即可;
(2)(3)(4)当有多个因素对某一物理量有影响时,要探究每一个因素,对该物理量的影响需要控制,其他因素相同,这就是控制变量法;
(5)利用称重法求解物体受到的浮力,结合阿基米德原理的变形公式求解液体密度。
11.【答案】(1)丁
(2)排开液体的体积
(3)深度
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)根据浮力大小F浮=G-F拉,可得 F拉=G-F浮,同一物体浸在液体中,弹簧测力计示数越大,则说明物体所受浮力越小。四种情况,丁图中金属块所受到的浮力最小。(2)做甲、乙两次实验,金属块排开水的体积不同,浮力大小不同,是为了探究浮力大小与排开液体的体积有关。(3)做乙、丙两次实验,金属块浸没在水中,深度不同,浮力大小相同。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。
【分析】通过测力计的示数变化反映浮力的大小,浮力和物体排开的液体的体积有关,和液体的密度有关,探究时妖姬结合控制变量法.
12.【答案】(1)受到液体对它向上的浮力;浮力的大小
(2)排开液体的体积
(3)密度
(4)D;E
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】解:(1)AB两图中,B图中测力计的示数变小,说明了物体受到向上的浮力,A、B两图中测力计示数之差等于物体受到的浮力.
(2)比较B、C两图能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关;
(3)比较C、D两图能说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小与液体密度有关;
(4)比较D、E两图能够说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关.
故答案为:
(1)受到液体对它向上的浮力;浮力的大小;
(2)排开液体的体积;
(3)密度;
(4)D;E.
【分析】(1)挂在弹簧测力计下的物体,若浸入液体中,弹簧测力计的示数减小就说明物体受到了竖直向上的浮力.弹簧测力计示数的减少值即为浮力的大小;
(2)本题探究影响浮力大小的因素,影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积.因为影响因素不止一个,所以要采用控制变量法.探究浮力的大小是否与液体密度的关系要保证物体排开液体体积一定,要探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系要保证液体的密度一定,要探究浮力的大小是否与物体浸没在液体中深度的关系时要保证液体密度和物体排开液体体积均一定.
13.【答案】(1)变小;变大;不变;不变
(2)④
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】解:(1)读图可知,铁块从位置1﹣2﹣3的过程中,排开液体的体积逐渐增大,而弹簧测力计的示数逐渐变小,根据F浮=G﹣F拉,说明铁块受到的浮力变大;
从位置3﹣4的过程中,铁块都是完全浸没,排开的液体体积不再变化,只改变其深度,弹簧测力计的示数不变,说明铁块受到的浮力不变.
(2)通过1﹣2﹣3的过程可知,浮力的大小跟物体排开液体的体积有关,故可验证上述猜想④的正确性.
故答案为:
(1)变小;变大;不变;不变;
(2)④.
【分析】弹簧测力计的示数是越往下越大的,根据1﹣2﹣3的过程或3﹣4的过程中弹簧测力计指针位置的变化来判断弹簧测力计示数的变化;再根据称重法即可判断铁块受到的浮力的变化;进一步判断以上实验可以验证的猜想.
14.【答案】(1)0.2;0.5;4×103
(2)排开液体的体积
(3)液体密度
(4)无关
(5)0.8×103
(6)②
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由a、c两次实验中测力计示数可知,实心圆柱体的重力为
则实心圆柱体的质量为
物体浸没在水中所受的浮力为
由阿基米德原理可知,物体浸没时排开水的体积即物体的体积为
所以实心圆柱体的密度为
(2)分析b、c两次实验可知在同一种液体中,排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,由称重法知浮力不同,故可以得出金属块受到的浮力大小与排开水的体积有关。
(3)由图c、d所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体密度不同,该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系。
(4)由图d、e所示实验可知,液体密度相同,排开液体的体积相同,浸没的深度不同,而物体受的浮力相同,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(5)由a、d可知,物体在酒精中受到的浮力为
由阿基米德原理可知,酒精的密度为
(6)当物体从接触水面开始,物体排开水的体积逐渐增大,浮力也逐渐增大,当物体全部浸没在水中时,物体排开水的体积不变,其受到的浮力也不变,故答案应为图像②。
【分析】(1)根据G=mg,求出质量;根据,求出浮力;根据F浮=ρ液gV排及,求出密度;
(2)浮力大小与排开水的体积有关;
(3)物体排开液体的体积相同而液体密度不同,该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系;
(4)浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(5)根据及,求出酒精密度;
(6)当物体从接触水面开始,物体排开水的体积逐渐增大,浮力也逐渐增大,当物体全部浸没在水中时,物体排开水的体积不变,其受到的浮力也不变。
15.【答案】(1)竖直向上;4
(2)ABCD;增大
(3)液体密度
(4)A
(5)2.5×103;0.8×103
(6)小于;物体排开液体的体积
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)分析图中的A、B(或A、C)可知,B(或C)示数减小,说明受到浮力的方向与重力的方向相反,即浮力的方向竖直向上。
金属块在空气中的重力G=10N,浸没在水中时弹簧测力计的示数F拉=6N, 根据称重法得浮力为
(2)物体所受浮力的大小与排开液体的体积和液体的密度有关,要探究浮力与金属块排开液体体积的关系时应控制液体密度不变,改变金属块浸入液体的体积,ABCD四个图符合要求。
(3)分析A、D、E三个图可知,物体浸在液体中的体积相同,液体的密度越小,弹簧测力计的示数越大,则物体在液体中受到的浮力越小,说明浸在液体中的物体受到的浮力大小与液体密度有关。
(4)物体所受浮力的大小与排开液体的体积和液体的密度有关,要探究浮力与金属块排开液体体积的关系时,应控制液体密度不变,改变金属块浸入液体的体积;要探究浮力与液体密度的关系时,应控制金属块排开液体体积不变,改变液体密度,所以采用的实验方法是控制变量法,故答案为:A。
(5)金属块在空气中的重力G=10N,金属块的质量为
金属块浸没在水中受到的浮力为4N,金属块的体积等于排开水的体积,由阿基米德原理可知,金属块的体积为
金属块的密度为
浸没在煤油中时弹簧测力计的示数, 根据称重法得浮力为
由阿基米德原理可知,煤油的密度为
(6)由物体的浮沉条件可知,铁片下沉时,铁片漂浮时,所以。
要探究浮力与物体形状是否有关,应控制物体排开液体的体积和液体密度相同。小明得出错误结论的原因是,他只关注了铁片形状的改变,忽视了物体排开液体的体积对浮力大小的影响。
【分析】(1)浮力的方向竖直向上;根据F浮=G-F示求出浮力大小;
(2)要探究浮力与金属块排开液体体积的关系时应控制液体密度不变,改变金属块浸入液体的体积;
(3)浸在液体中的物体受到的浮力大小与液体密度有关;
(4)本实验中,采用了控制变量法;
(5)根据F浮=ρ液gV排及F浮=G-F示,分别求出金属块和煤油的密度;
(6)由物体的浮沉条件可知,铁片下沉时,铁片漂浮时;小明的实验只关注了铁片形状的改变,忽视了物体排开液体的体积对浮力大小的影响。
16.【答案】(1)丁甲乙丙
(2)甲乙;4;丙丁
(3)深度
(4)液体密度;
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)合理的实验顺序是:
丁:如图丁,测出空的小桶所受的重力;
甲:如图甲,用测力计测出某物体所受的重力;
乙、如图乙,把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出此时测力计的示数,同时,用小桶收集物体拍开的水;
丙、如图丙,测出小桶和物体排开的水所受的总重力;
所以合理顺序为丁、甲、乙、丙。
(2)根据称重法,由甲、乙两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F=6N-2N=4N
要得到物块排开的水所受的重力,需要用物体排开的水和小桶的总重力减去小桶的重力,故丙、丁两图符合题意。
(3)将物体浸没在水中的更深的位置时(未触底)弹簧测力计的示数不变,由F浮=G-F可得浮力大小不变,说明浸没在水中的物体所受浮力大小与浸没的深度无关。
(5)把水换成另一种液体重复上述实验,步骤乙中弹簧测力计示数变大了0.4N,浮力减小了0.4N,液体的密度变化了,浮力变化了说明浸在液体里的物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
因为物体浸没在水中和液体中排开液体的体积相等,由F浮=ρ液gV排得到=
ρ液=0.9×103kg/m3
【分析】(1)要先测合金块的重力和空桶的重力,然后再把金属块没入水中,测出合金块受到的浮力,最后再测出桶和溢出水的重力。
(2)根据称重法F浮=G-F算出浮力,根据G排=G总-G桶分析解答。
(3)影响浮力的因素是液体的密度和排开液体的体积,根据控制变量法分析解答。
(4)根据物体完全浸没时测力计的示数及其重力求出浮力,并得出浮力与液体密度有关;根据物体浸没在水中和液体中排开液体的体积相等列等式算出液体的密度。
1 / 1人教版物理八年级下第十章10.1细化知识点同步练习———探究浮力大小的影响因素(2)
一、单选题
1.(2022八下·崂山期末)如图所示,装满水的烧杯放在盘子里,再把空易拉罐按入水中,感受到浮力的同时,会看到排开的水溢到盘子中,慢慢将易拉罐压入水中,体会浮力的大小并观察溢出水的多少。根据活动中的感受和观察,能够提出的最具探究价值的科学问题是( )
A.浮力的大小与物体排开液体的密度有什么关系
B.浮力的大小与浸入液体的物体形状有什么关系
C.浮力的大小与物体排开液体的体积有什么关系
D.浮力的大小与物体浸入液体的深度有什么关系
【答案】C
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】用手把空易拉罐缓慢地按入水中,在空易拉罐浸没之前,越往下按,排开水的体积越大受到的浮力越大,这个实验告诉我们浮力的大小跟物体排开液体的体积有关,ABD不符合题意,C符合题意。
故答案为:C。
【分析】越往下按,排开水的体积越大受到的浮力越大,验证了浮力的大小跟物体排开液体的体积有关。
2.(2021八下·濉溪期末)如图是某同学进行“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时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.探究浮力与液体质量的关系 B.探究浮力与液体体积的关系
C.探究浮力与液体密度的关系 D.探究浮力与液体深度的关系
【答案】C
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】解:根据图示可以知道两图中两物的体积相同,两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、另一种是酒精,两种液体的密度不同,它们所受的浮力不同,所以该同学这次操作的目的是:探究物体所受浮力与液体密度的关系。
故选C。
【分析】浮力的大小等于排开液体的重力,它与液体的密度及排开液体的体积有关;通过图,利用控制变量法,找出相同量和不同量,即可知道研究的目的。
3.(2022八下·广州期末)小明在探究浮力大小与物体重力是否有关的实验中,进行了以下实验,如图所示,他所测的相同体积的铜块和铁块的相关数据分别为F1、F2、F3、F4若浮力大小与物体重力无关,则满足的条件是( )
A., B.
C. D.
【答案】B
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】相同体积的铁块和铜块,密度不等,所以质量不等,重力不等。因为体积相同,若两种物体浸没在水中后浮力相同,则证明浮力的大小与重力无关,即
B符合题意。
故答案为:B。
【分析】若,则证明浮力的大小与重力无关。
二、实验探究题
4.(2022八下·泰安期末)某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材,设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力大小的关系”。
(1)实验的最佳顺序是____
A.甲、乙、丙、丁 B.丁、甲、乙、丙 C.乙、甲、丁、丙
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,甲石块受到的浮力大小为 N;
(3)由以上步骤可知:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于 ;
(4)由图中数据可知石块的体积为 cm3,将图乙中的水换成酒精,石块受到的浮力为 N。
(,, )
【答案】(1)B
(2)1.5
(3)它排开的液体所受的重力
(4)150;1.2
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)先乙后甲,物体由于带水测重力会引起误差;先丙后丁,烧杯内有残留的水,会产生误差,所以实验的最佳顺序是丁、甲、乙、丙,AC不符合题意,B符合题意。
故答案为:B。
(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,甲石块受到的浮力
(3)比较甲乙之差和丙丁之差可知:浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力。
(4)根据可得石块排开液体的体积
石块的体积
石块浸没在酒精中时排开酒精的体积
石块受到的浮力为
【分析】(1)物体由于带水测重力会引起误差;烧杯内有残留的水,会产生误差;
(2)根据F浮=G-F示,求出浮力;
(3)浸在液体中的物体所受浮力的大小等于它排开的液体所受的重力;
(4)根据,求出体积及浮力大小。
5.(2022八下·永吉期末)物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中,用弹簧测力计挂 着一实心圆柱体,以图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10N/kg)
(1)通过a图和 图可知,物体浸没在水中所受浮力大小是 N;
(2)由图a、b、c中弹簧测力计示数的变化可知,物体 越大,所受的浮力越大;
(3)在某种液体中进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面没入深度的关系图像,该液体的密度为 kg/m3;
(4)神舟十三号航天员王亚平在“天宫课堂”上把一个乒乓球放入一杯水中,松手后乒乓球保持静止,如图h,乒乓球 (选填“受到”或“不受到”)浮力。
【答案】(1)c(d);0.5
(2)排开液体的体积(浸在液体中的体积)
(3)0.8×103
(4)不受到
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由称重法得浮力,通过a图和c(或d)图可知,物体浸没在水中所所受浮力大小
(2)由图a、b、c中弹簧测力计示数的逐渐变小,由称重法得浮力
物体排开液体的体积越大,所受的浮力越大。
(3)在某种液体中进行探究的过程中,记录实验数据,得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面没入深度的关系图像,当圆柱体浸没以后弹簧测力计示数为1.6N,由称重法得此时所受浮力
由(1)中浮力和得,圆柱体的体积,即排开液体体积
由得,该液体的密度为
(4)神舟十三号航天员王亚平在“天宫课堂”上把一个乒乓球放入一杯水中,松手后乒乓球保持静止,如图h,由于水处于失重状态,对乒乓球没有压力,所以乒乓球不受到浮力。
【分析】(1)根据,求出浮力;
(2)物体排开液体的体积越大,所受的浮力越大;
(3)根据,求出液体密度;
(4)太空中水处于失重状态,对乒乓球没有压力,乒乓球不受到浮力。
6.(2022八下·新抚期末)小明设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。
(1)通过比较 两图可以得出物体所受浮力大小,通过比较 两图可以得出物体排开液体所受重力。进行比较,可得出:F浮 (选填“大于”“小于”或“等于”)G排。为了使实验结论更具有普遍性,应用 (选填“同一”或“不同”)物体重复上面的操作;
(2)实验过程中若甲图溢水杯中的水没有到达溢水口,会使测得的 (选填“浮力”或“排开液体的重力”)不准确。造成F浮 (选填“大于”“小于”或“等于”)G排。
(3)实验后,小明将木棒一端缠绕一些铜丝,将其先后放入装有不同液体的A、B两个烧杯中,如图所示。可以判断出:木棒在两烧杯中受到的浮力FA FB;两烧杯中液体的密度ρA ρB。(以上两空填“大于”“小于”或“等于”)
【答案】(1)甲、乙;丙、丁;等于;不同
(2)排开液体的重力;大于
(3)等于;小于
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)甲图可以测出物体受到的重力G,乙图物体浸没在液体中,读出弹簧测力计示数F示,根据称重法可知,通过甲、乙两图测力计示数之差就可以得出浮力F浮的大小。
丙图测量的是小桶和排开的液体的总的重力,丁图测量的是空小桶的重力,所以通过比较丙、丁两图可以得出物体排开的液体的重力G排的大小。
通过阿基米德原理可知,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力,即F浮=G排。
采用一种液体、一个物体按上述方法可以比较处浮力大小和物体排开的液体受到重力大小的关系,但具有偶然性,为了使实验结论更具有普遍性,应用不同物体或不同液体重复上面的操作。
(2)实验过程中,若甲图溢水杯中的液体没有到达溢水口,当物体浸入到溢水杯的液体中时,液面先上升到溢水口,然后再有液体溢出,使得溢出的液体比物体排开的液体少,会使测得排开液体的重力不准确,造成F浮>G 排。
(3)木棒一端缠绕一些铜丝,将其先后放入装有不同液体的A、B两个烧杯中,都处于漂浮状态,根据物体的浮沉条件可知,木棒在两烧杯中受到的浮力FA=FB;由图可知,木棒在A液体中排开的液体体积大于木棒在B液体中排开的液体体积,即V排A>V排B,根据F浮=ρ液gV排可知,ρA<ρB。
【分析】(1)根据物体受到的重力和进入液体后测力计的示数差, 计算浮力;根据桶和排开液体的重力和桶的重力差, 计算排开液体的重力;根据物体受到的浮力和排开液体重力关系,判断阿基米德原理;选择不同物体可以探究规律的普遍性;
(2)溢水杯不满,测量的排开液体重力偏小;
(3)漂浮物体受到的浮力等于物体的重力;浮力相同时,排开液体的体积越大,液体密度越小。
7.(2021八下·抚顺期中)某同学按照如图所示的操作,探究影响浮力大小的因素。
(1)物体受到的重力为 N。
(2)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是 N。
(3)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。
(4)由C、D两图可得出结论:物体受到的浮力大小与 无关。
(5)由 两图可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
【答案】(1)4
(2)1
(3)B、C(或B、D)
(4)物体浸没在液体中的深度
(5)D、E
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由图A可知,测力计拉着物体静止在空气中的示数为物体的重力,即G=4N
(2)由图A、C可知,物体浸没在水中时受到的浮力F水=G-FC=4N-3N=1N
(3)探究物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积的关系时,应控制液体的密度相同,排开液体的体积不同,故答案为:B、C或B、D两图进行比较。
(4)根据C、D两图可知,液体的密度相同,排开的液体的体积相同,深度不同,浮力相同,即物体受到的浮力大小与浸没在液体中的深度无关。
(5)D图中物体浸没在水中受到的浮力F水=G-FD=4N-3N=1N
E图中物体浸没在酒精中受到的浮力F酒=G-FE=4N-3.2N=0.8N
所以,在排开液体的体积相同的情况下,液体的密度不同,受到的浮力不同,则物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
【分析】(1)测力计可以直接测出物体的重力。
(2)根据F浮=G-F求浮力大小。
(3)研究液体中的物体所受浮力的大小与排开的液体的体积的关系时,要控制液体的密度相同。
(4)研究液体中的物体所受浮力的大小与液体的深度的关系时,要控制物体排开液体的体积和密度都相同。
(5)根据D、E中的相同点和不同点,根据控制变量分析。
8.(2020八下·鞍山期末)如下图所示是某小组研究浮力问题的装置图,请根据图示回答下面的问题:
(1)A、B两图中,B图中测力计的示数变小,说明了物体 ,A、B两图中测力计示数之差等于 ;
(2)比较 两图能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与物体排开液体的体积有关;
(3)C、D两图中,弹簧测力计的示数不同,说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小跟液体 有关;
(4)比较 两图可说明物体浸在同种液体中,所受浮力大小与没入液体的深度无关。
【答案】(1)受到向上的浮力;浮力
(2)B、C
(3)密度
(4)D、E
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)AB两图中,B图中测力计的示数变小,说明了物体受到向上的浮力。由称重法可知,物体受到的浮力等于A、B两图中测力计示数之差。(2)比较B、C两图,浸在同种液体中的物体排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,即浮力不同,因此能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关。(3)比较C、D两图,物体排开液体的体积相同,液体密度不同,弹簧测力计的示数不同,即浮力不同,从而说明所受浮力大小与液体密度有关。(4)比较D、E两图,物体浸没在同种液体中,所处深度不同,弹簧测力计的示数相同,即浮力相同,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
【分析】(1)进入液体的中的物体受到浮力的作用;根据重力和测力计示数差可以计算浮力;(2)当液体密度相同时,浮力和排开液体的体积有关;(3)当物体排开液体的体积相同时,浮力和液体的密度有关;(4)当物体排开的液体密度、体积相同时,浮力和进入液体中深度无关。
9.(2020八下·本溪月考)如图1所示,小明利用弹簧测力计、一个金属块、两个相同烧杯、适量的水和煤油, 对浸在液体中的金属块所受浮力进行了探究。
(1)分析图 B、C,说明浮力大小跟 有关;
(2)如图2是小明根据实验数据所绘制的弹簧测力计示数与金属块的下表面浸入水中深度和金属块所受浮力与金属块的下表面浸入水中深度的关系图像。能够表示金属块所受浮力与金属块的下表面到水面距离h关系的图像为 (选填“a”或 “b”);
(3)图1B中,金属块浸没在水中所受浮力为 N,在若此时剪断细绳,该金属块在水中将 (填“上浮”、“悬浮”或“下沉”);
(4)小明通过上述实验发现只用一支弹簧测力计就可测出物体的密度。请你根据图中的实验数据求出:金属块的密度为 kg/m3,煤油的密度为 kg/m3。
【答案】(1)液体的密度
(2)a
(3)1.0;下沉
(4)2.7×103;0.8×103
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)对比B、C两图可知,弹簧测力计示数不同,则说明所受浮力大小不同,金属块排开液体体积相同,液体密度不同,则可得:浮力大小与液体密度有关。
(2)当金属块的下表面到水面距离h越大时,金属块排开液体体积越大,当完全浸没后,继续增大金属块的下表面到水面距离h,排开液体体积不变,则由 可知,随着金属块的下表面到水面距离h的增大,金属块所受浮力先增大,再保持不变,即为a曲线。
(3)由A图可知金属块所受重力为2.7N,则在B图中金属块所受浮力为F浮B=G-FB=2.7N-1.7N=1.0N
此时物体已经完全浸没,所受浮力已达到最大,浮力小于重力,则剪断细线后金属块在水中将下沉。
(4)B图中金属块浸没,则金属块体积等于排开液体体积,由 可求金属块体积为
金属块质量为
则可求金属块密度为
C图中金属块所受浮力为F浮C=G-FC=2.7N-1.9N=0.8N
B图与C图中,排开液体体积相同,由 可知,液体密度与浮力成正比,即
解得煤油密度为0.8×103kg/m3。
【分析】(1)阿基米德原理给出了一种求解物体浮力大小的方法,F浮=ρ液gV排,ρ液是液体的密度,V排使物体排开水的体积,液体密度越大,排开液体的体积越大,那么物体受到的浮力就越大;
(2)物体下表面位置比较深,受到的压力比较大;
(3)当物体处于沉底状态时,物体受到的重力大于浮力;
(4)求解浮力的大小,可以利用称重法求解,结合物体受到的浮力,利用阿基米德原理的变形公式求解物体排开水的体积,结合密度公式求解物体的密度;当物体处于漂浮或悬浮状态时,物体受到的重力等于浮力;结合物体受到的浮力和排开液体的体积,利用阿基米德原理的变形公式求解液体的密度。
10.(2019八下·丹东期中)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:
A:可能与物体浸没在液体中的深度有关;
B:可能与物体的密度有关;
C:可能与物体的体积有关;
D:可能与物体浸在中液体的体积有关;
E:可能与液体的密度有关.
为了验证上述猜想,小明利用下列器材做了如图所示的实验.
器材:体积相等的铁块、铜块,弹簧测力计,一杯水,一杯盐水,细绳.
(1)分析比较实验③④,可以验证猜想 是正确的;分析比较实验④⑤,可以验证猜想 是错误的(选填“A、B、C、D、E”).
(2)分析比较实验①⑤与②⑥,可以验证猜想 是错误的(选填“A,B,C,D,E”).
(3)分析比较实验 可得:浸在液体中的物体所受浮力的大小与液体的密度有关.
(4)该实验探究主要运用的科学探究方法是: .
(5)由实验②⑥⑦可测出盐水的密度为 kg/m3
【答案】(1)D;A
(2)B
(3)⑥⑦
(4)控制变量法
(5)1.2×103
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)在实验③④中,都是浸没在水中,液体密度相同,但排开水的体积不同,V排③在实验④⑤中,液体的密度相同,排开液体的体积相同,但物体浸没在液体中的深度不同,此时,弹簧测力计的示数相同都是1.0N,计算可知,F浮④=F浮⑤=2.0N,说明物体受到的浮力与物体浸没在液体中的深度无关,即猜想A是错误的;(2)在实验①⑤中,铁块完全浸没在水中,计算可知,F浮⑤=2.0N,
在实验②⑥中,铜块完全浸没在水中,计算可知,F浮⑥=2.0N,
比较可知,铁块和铜块排开水的体积相同,液体的密度相同,受到的浮力相同,说明物体受到的浮力与物体的密度无关,即猜想B不符合题意;(3)研究物体所受浮力的大小与液体的密度有关,需控制排开液体的体积相同,浸没在不同液体中;
实验⑥⑦中,铜块排开液体的体积相同,浸没在不同的液体(水、盐水)中,弹簧测力计的示数不同,即浮力不同,说明物体所受浮力的大小与液体的密度有关;(4)当研究一个物理量同时与多个因素有关时,则采用控制变量法,把多因素的问题变成多个单因素的问题.每一次只改变其中的某一个因素,而控制其余几个因素不变,从而研究被改变的这个因素对事物影响,分别加以研究,最后再综合解决.(5)由②⑥可得铜块在水中受到的浮力为F浮水=G铜-F拉⑥=4.0N-2.0N=2.0N.
由F浮水=ρ液gV排,由于铜快全部浸入水中所以V排=V物= =2 ,
铜块浸入盐水中受到的浮力为:F浮盐水=G铜-F拉⑦=4.0N-1.6N=2.4N,则F浮盐水= gV排,即 1.2×103kg/m3.
【分析】(1)结合阿基米德原理的表达式和选项求解即可;
(2)(3)(4)当有多个因素对某一物理量有影响时,要探究每一个因素,对该物理量的影响需要控制,其他因素相同,这就是控制变量法;
(5)利用称重法求解物体受到的浮力,结合阿基米德原理的变形公式求解液体密度。
11.(2017八下·辽阳月考)如下图所示,是利用实验探究浮力大小和哪些因素有关系实验。
把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,如图所示。
(1)下图四种情况, 图中金属块所受到的浮力最小。
(2)做甲、乙两次实验,是为了探究浮力大小与 有关。
(3)做乙、丙两次实验,是为了探究金属块浸没在液体中时,受到的浮力与 无关。
【答案】(1)丁
(2)排开液体的体积
(3)深度
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)根据浮力大小F浮=G-F拉,可得 F拉=G-F浮,同一物体浸在液体中,弹簧测力计示数越大,则说明物体所受浮力越小。四种情况,丁图中金属块所受到的浮力最小。(2)做甲、乙两次实验,金属块排开水的体积不同,浮力大小不同,是为了探究浮力大小与排开液体的体积有关。(3)做乙、丙两次实验,金属块浸没在水中,深度不同,浮力大小相同。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。
【分析】通过测力计的示数变化反映浮力的大小,浮力和物体排开的液体的体积有关,和液体的密度有关,探究时妖姬结合控制变量法.
12.如图所示是某小组研究浮力问题的装置图,请根据图示回答下面的问题
(1)A、B两图中,B图中测力计的示数变小,说明了物体 ,A、B两图中测力计示数之差等于 .
(2)比较B、C两图能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与 有关;
(3)C、D两图中,弹簧测力计的示数不同,说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小跟液体 有关.
(4)比较 图和 图可说明物体浸在同种液体中,所受浮力大小与浸入液体的深度无关.
【答案】(1)受到液体对它向上的浮力;浮力的大小
(2)排开液体的体积
(3)密度
(4)D;E
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】解:(1)AB两图中,B图中测力计的示数变小,说明了物体受到向上的浮力,A、B两图中测力计示数之差等于物体受到的浮力.
(2)比较B、C两图能说明浸在同种液体中的物体所受浮力大小与排开液体的体积有关;
(3)比较C、D两图能说明物体排开相同体积的液体时,所受浮力大小与液体密度有关;
(4)比较D、E两图能够说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关.
故答案为:
(1)受到液体对它向上的浮力;浮力的大小;
(2)排开液体的体积;
(3)密度;
(4)D;E.
【分析】(1)挂在弹簧测力计下的物体,若浸入液体中,弹簧测力计的示数减小就说明物体受到了竖直向上的浮力.弹簧测力计示数的减少值即为浮力的大小;
(2)本题探究影响浮力大小的因素,影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积.因为影响因素不止一个,所以要采用控制变量法.探究浮力的大小是否与液体密度的关系要保证物体排开液体体积一定,要探究浮力的大小与物体排开液体体积的关系要保证液体的密度一定,要探究浮力的大小是否与物体浸没在液体中深度的关系时要保证液体密度和物体排开液体体积均一定.
13.在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:
①可能跟物体浸入液体的深度有关;
②可能跟物体的重力有关;
③可能跟物体的体积有关;
④可能跟物体浸入液体的体积有关;
⑤可能跟液体的密度有关.
为了验证上述猜想.李明做了如图所示的实验:他在弹簧测力计下端挂一个铁块,依次把它缓缓地浸入水中不同位置,
在这一实验中:
(1)铁块从位置1﹣2﹣3的过程中,弹簧测力计的示数 ,说明铁块受到的浮力 ;
从位置3﹣4的过程中,弹簧测力计的示数 ,说明铁块受到的浮力 .(填“变大”、“变小”或“不变”)
(2)通过这一实验可以验证上述猜想 是正确的.(填上面猜想的序号).
【答案】(1)变小;变大;不变;不变
(2)④
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】解:(1)读图可知,铁块从位置1﹣2﹣3的过程中,排开液体的体积逐渐增大,而弹簧测力计的示数逐渐变小,根据F浮=G﹣F拉,说明铁块受到的浮力变大;
从位置3﹣4的过程中,铁块都是完全浸没,排开的液体体积不再变化,只改变其深度,弹簧测力计的示数不变,说明铁块受到的浮力不变.
(2)通过1﹣2﹣3的过程可知,浮力的大小跟物体排开液体的体积有关,故可验证上述猜想④的正确性.
故答案为:
(1)变小;变大;不变;不变;
(2)④.
【分析】弹簧测力计的示数是越往下越大的,根据1﹣2﹣3的过程或3﹣4的过程中弹簧测力计指针位置的变化来判断弹簧测力计示数的变化;再根据称重法即可判断铁块受到的浮力的变化;进一步判断以上实验可以验证的猜想.
14.(2022八下·乐亭期末)如图所示是“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验装置图,用弹簧测力计挂着一个实心圆柱体,图a、b、c、d、e分别为实验情景,f为根据本实验所得图像。
(1)通过a、c两次实验,可知实心圆柱体的质量为 kg,物体浸没在水中所受浮力大小是 N,实心圆柱体的密度是 kg/m3(g=10N/kg);
(2)通过b、c两次实验,说明同一种液体中的物体所受浮力大小与 有关;
(3)通过c、d两次实验,物体排开相同体积的液体时,受浮力大小与 有关;
(4)通过d、e两次试验,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小跟深度 ;
(5)通过a、c、d三次试验,可知d图中酒精密度为 kg/m3(ρ水=1.0×103kg/m3);
(6)图c中,当物体从接触水面开始到浸没于水中更深处(未触底),在图f中能表示出此过程物体受浮力F与浸入水中深度h关系的图象是 (选填“①”或“②”)。
【答案】(1)0.2;0.5;4×103
(2)排开液体的体积
(3)液体密度
(4)无关
(5)0.8×103
(6)②
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)由a、c两次实验中测力计示数可知,实心圆柱体的重力为
则实心圆柱体的质量为
物体浸没在水中所受的浮力为
由阿基米德原理可知,物体浸没时排开水的体积即物体的体积为
所以实心圆柱体的密度为
(2)分析b、c两次实验可知在同一种液体中,排开液体的体积不同,弹簧测力计的示数不同,由称重法知浮力不同,故可以得出金属块受到的浮力大小与排开水的体积有关。
(3)由图c、d所示实验可知,物体排开液体的体积相同而液体密度不同,该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系。
(4)由图d、e所示实验可知,液体密度相同,排开液体的体积相同,浸没的深度不同,而物体受的浮力相同,说明物体浸没在同种液体中,所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
(5)由a、d可知,物体在酒精中受到的浮力为
由阿基米德原理可知,酒精的密度为
(6)当物体从接触水面开始,物体排开水的体积逐渐增大,浮力也逐渐增大,当物体全部浸没在水中时,物体排开水的体积不变,其受到的浮力也不变,故答案应为图像②。
【分析】(1)根据G=mg,求出质量;根据,求出浮力;根据F浮=ρ液gV排及,求出密度;
(2)浮力大小与排开水的体积有关;
(3)物体排开液体的体积相同而液体密度不同,该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系;
(4)浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(5)根据及,求出酒精密度;
(6)当物体从接触水面开始,物体排开水的体积逐渐增大,浮力也逐渐增大,当物体全部浸没在水中时,物体排开水的体积不变,其受到的浮力也不变。
15.(2022八下·定远期末)小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和一定量的煤油),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究,探究过程及有关数据如图所示。
(1)分析图中的A、B(或A、C),说明浸在液体中的物体受到 (填方向)的浮力;金属块浸没在水中时所受的浮力是 N;
(2)观察 (填图的序号)四个图可得出结论:金属块在同种液体中受到浮力的大小随物体排开液体体积的增大而 (选填“增大”或“减小”);
(3)分析A、D、E三个图,说明浸在液体中的物体受到的浮力大小与 有关;
(4)上述设计方案,采用的实验方法是____;
A.控制变量法 B.转换法 C.模型法 D.等效法
(5)根据图中的相关数据计算得出:
①金属块的密度是 kg/m3;②煤油的密度是 kg/m3(g取10N/kg)
(6)小明还想探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”,他找来薄铁片、烧杯和水进行实验。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。
①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力 (选填“大于”“等于”或“小于”)第二次铁片受到的重力;
②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,他只关注了铁片形状的改变,忽视了 对浮力大小的影响。
【答案】(1)竖直向上;4
(2)ABCD;增大
(3)液体密度
(4)A
(5)2.5×103;0.8×103
(6)小于;物体排开液体的体积
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)分析图中的A、B(或A、C)可知,B(或C)示数减小,说明受到浮力的方向与重力的方向相反,即浮力的方向竖直向上。
金属块在空气中的重力G=10N,浸没在水中时弹簧测力计的示数F拉=6N, 根据称重法得浮力为
(2)物体所受浮力的大小与排开液体的体积和液体的密度有关,要探究浮力与金属块排开液体体积的关系时应控制液体密度不变,改变金属块浸入液体的体积,ABCD四个图符合要求。
(3)分析A、D、E三个图可知,物体浸在液体中的体积相同,液体的密度越小,弹簧测力计的示数越大,则物体在液体中受到的浮力越小,说明浸在液体中的物体受到的浮力大小与液体密度有关。
(4)物体所受浮力的大小与排开液体的体积和液体的密度有关,要探究浮力与金属块排开液体体积的关系时,应控制液体密度不变,改变金属块浸入液体的体积;要探究浮力与液体密度的关系时,应控制金属块排开液体体积不变,改变液体密度,所以采用的实验方法是控制变量法,故答案为:A。
(5)金属块在空气中的重力G=10N,金属块的质量为
金属块浸没在水中受到的浮力为4N,金属块的体积等于排开水的体积,由阿基米德原理可知,金属块的体积为
金属块的密度为
浸没在煤油中时弹簧测力计的示数, 根据称重法得浮力为
由阿基米德原理可知,煤油的密度为
(6)由物体的浮沉条件可知,铁片下沉时,铁片漂浮时,所以。
要探究浮力与物体形状是否有关,应控制物体排开液体的体积和液体密度相同。小明得出错误结论的原因是,他只关注了铁片形状的改变,忽视了物体排开液体的体积对浮力大小的影响。
【分析】(1)浮力的方向竖直向上;根据F浮=G-F示求出浮力大小;
(2)要探究浮力与金属块排开液体体积的关系时应控制液体密度不变,改变金属块浸入液体的体积;
(3)浸在液体中的物体受到的浮力大小与液体密度有关;
(4)本实验中,采用了控制变量法;
(5)根据F浮=ρ液gV排及F浮=G-F示,分别求出金属块和煤油的密度;
(6)由物体的浮沉条件可知,铁片下沉时,铁片漂浮时;小明的实验只关注了铁片形状的改变,忽视了物体排开液体的体积对浮力大小的影响。
16.(2022八下·上杭期中)如图所示,甲、乙、丙、丁是“探究浮力大小跟排开液体所受重力的关系”实验的四个步骤。
甲:用测力计测出某物体所受重力;
乙:把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出这时测力计示数。同时,用小桶收集物体排开的水;
丙:测出小桶和物体排开的水所受的总重力;
丁:测出小桶所受的重力。
(1)上述实验操作的更合理顺序应该是 ;
(2)通过 两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮= N。通过 两步骤可得出物块排开的水所受的重力G排,比较F浮与G排,可以得到浮力的大小跟物块排开水所受重力的关系;
(3)学生发现在步骤乙中,将物体浸没在水中的更深的位置时(未触底),弹簧测力计的示数不变,说明浸没在水中的物体所受浮力大小与浸没的 无关;
(4)同学把水换成另一种液体重复上述实验,步骤乙中弹簧测力计示数变大了0.4N,这表明浸在液体中的物体所受浮力的大小跟 有关,该液体的密度为 ;
【答案】(1)丁甲乙丙
(2)甲乙;4;丙丁
(3)深度
(4)液体密度;
【知识点】探究浮力大小的实验
【解析】【解答】(1)合理的实验顺序是:
丁:如图丁,测出空的小桶所受的重力;
甲:如图甲,用测力计测出某物体所受的重力;
乙、如图乙,把被测物体浸没在盛满水的溢水杯中,读出此时测力计的示数,同时,用小桶收集物体拍开的水;
丙、如图丙,测出小桶和物体排开的水所受的总重力;
所以合理顺序为丁、甲、乙、丙。
(2)根据称重法,由甲、乙两步骤可计算出圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力F浮=G-F=6N-2N=4N
要得到物块排开的水所受的重力,需要用物体排开的水和小桶的总重力减去小桶的重力,故丙、丁两图符合题意。
(3)将物体浸没在水中的更深的位置时(未触底)弹簧测力计的示数不变,由F浮=G-F可得浮力大小不变,说明浸没在水中的物体所受浮力大小与浸没的深度无关。
(5)把水换成另一种液体重复上述实验,步骤乙中弹簧测力计示数变大了0.4N,浮力减小了0.4N,液体的密度变化了,浮力变化了说明浸在液体里的物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
因为物体浸没在水中和液体中排开液体的体积相等,由F浮=ρ液gV排得到=
ρ液=0.9×103kg/m3
【分析】(1)要先测合金块的重力和空桶的重力,然后再把金属块没入水中,测出合金块受到的浮力,最后再测出桶和溢出水的重力。
(2)根据称重法F浮=G-F算出浮力,根据G排=G总-G桶分析解答。
(3)影响浮力的因素是液体的密度和排开液体的体积,根据控制变量法分析解答。
(4)根据物体完全浸没时测力计的示数及其重力求出浮力,并得出浮力与液体密度有关;根据物体浸没在水中和液体中排开液体的体积相等列等式算出液体的密度。
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