第二节 探究：浮力大小与哪些因素有关
浮力的大小与什么因素有关
1．实验使用的科学方法： ．
2．实验过程：根据图中的实验数据可知，物块完全浸没于盐水中所受浮力为 N；比较E和F，可以得出：浮力大小与 有关．
3．影响浮力大小的因素：浸在液体中的物体受到的浮力的大小跟物体浸在液体中的 有关；跟液体的 有关；跟物体浸没在同种液体中的 无关．
探究浮力大小与哪些因素有关
典例 如图所示是小强同学探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程．
典例图
(1)如图甲所示，小强用弹簧测力计测出圆柱体的 ．
(2)如图乙所示，小强将圆柱体逐渐浸入水中，观察弹簧测力计示数如何变化．这是为了研究 ．
(3)如图丙、丁所示，小强将圆柱体浸没在水中的不同深度处，弹簧测力计的示数 (填“变化”或“不变”)，这表明 ．
(4)为了研究浮力大小与液体密度的关系，小强分别将圆柱体浸没在水和盐水中，比较弹簧测力计的示数，如图丁、戊所示，将同一圆柱体浸没在不同液体中，是为了控制 ．小强在实验时发现，圆柱体浸没在水和盐水中时，弹簧测力计示数没有明显的变化，产生这种现象的原因可能是 (写出一条即可)．
该实验中主要采用控制变量的思想进行探究，浮力大小采用“称重法”测量．用弹簧测力计测出物体的重力，将物体逐渐浸入水中，浸入水中的体积发生变化，观察弹簧测力计示数如何变化，这是为了研究浮力与物体浸在液体中的体积的关系；将物体浸没在水中的不同深度处，观察弹簧测力计的示数，研究浮力与浸没深度的关系；为了研究浮力大小与液体密度的关系，应控制浸在液体中的体积相同；弹簧测力计示数没有明显的变化，产生这种现象的原因可能是盐水的浓度太小，和水的密度相差不大．
变式1 如图甲所示将物体缓慢浸入水中，弹簧测力计示数F随h(h为物体底面到水面的距离)变化的关系图像如图乙所示，分析图像可知( )
变式1图
A．物体受到浮力方向竖直向上
B．物体的重力为1.2 N
C．物体所受浮力与其浸入水中的深度成正比
D．物块所受的最大浮力为1.8 N
变式2 如图所示，在装满水的烧杯中，将空饮料罐慢慢向下按，我们发现向下按的力越来越大．根据以上的实验过程，下列猜想最符合研究目的的是( )
A．物体的体积越大，所受的浮力越大
B．物体浸没在液体中越深，所受的浮力越大
C．向下按的力越大，物体所受浮力越大
D．物体浸在液体中的体积越大，所受浮力越大
变式2图
变式3 如图所示，在圆柱体底部从接触水面前一瞬间到没入水中A处过程，下列选项中表示圆柱体受到浮力F浮与浸入水中深度h的关系正确的是( )
变式3图
变式4 [2024·菏泽]物理学习小组在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用同一金属块依次进行如下步骤的操作：
变式4图
根据上述实验步骤，回答下列问题：
(1)步骤A中金属块重 N.
(2)步骤B中金属块受到的浮力为 N.
(3)分析 三步骤数据，初步得出浮力大小与液体密度有关．
(4)若步骤D中仅把盐水换成密度比水小的等体积的酒精，测力计的示数 (填“大于”“小于”或“等于”)1.6 N.
(5)结合已学知识，根据步骤A、C，计算出金属块的体积为 m3.(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
1．[2024·枣庄]我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底，标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平．“奋斗者”号在水面以下下潜过程中，受到( )
A．压强增大，浮力增大
B．压强不变，浮力增大
C．压强增大，浮力不变
D．压强不变，浮力不变
第2题图
2．[2024·临沂模拟]同学们在完成了探究“影响浮力大小的因素”实验之后，老师把一金属块挂在弹簧测力计下，浸没在水中，弹簧测力计的示数为2 N(如图所示)．下列做法能使弹簧测力计的示数变大的是( )
A．金属块下移一点
B．金属块露出水面
C．往烧杯里加些盐
D．往烧杯里加点水
3．[2024·济南模拟]如图所示，将重0.55 N的鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里，鸡蛋沉入杯底(如图甲所示)；逐渐将食盐溶解在水中，鸡蛋恰好悬浮(如图乙所示)；继续溶解食盐，最终鸡蛋漂浮(如图丙所示)，请根据这一现象提出最有探究价值的问题( )
第3题图
A．鸡蛋受到的浮力大小与液体深度有什么关系
B．鸡蛋受到的浮力大小与排开液体体积有什么关系
C．鸡蛋受到的浮力大小与在液体中位置有什么关系
D．鸡蛋受到的浮力大小与液体密度有什么关系
4．[2024·济南一模]在学校开展的“防溺水安全教育”活动中，专家告诉同学们：若是不小心落水，务必保持冷静，不要挣扎将手臂高举．而应该将手臂浸在水中，头后仰，如图甲所示，这样口鼻就可以露出水面进行呼吸，等待救援．小理认为这是因为浮力大小与物体排开液体的体积有关，他将自己的想法说与同学听，大家都很感兴趣，并提出以下猜想：
第4题图
猜想1：浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关；
猜想2：浮力的大小可能与物体的形状有关；
猜想3：浮力的大小可能与物体的密度有关．
于是他们找来烧杯、弹簧测力计、装有沙子的小盒子、铁钉等实验器材进行探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验．
(1)根据图乙所示，实验步骤B中的物体受到的浮力为 N.
(2)为了研究猜想1，小理将装有沙子的小盒子从图B下降至图C的过程中，发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时，还观察到烧杯中的液面 ，由此初步分析得出：在其他条件相同时， ．
(3)为了研究猜想2，小理用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行图丙的实验，由此小理得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关．你认为这样得出结论是否合理，请你说出理由： ．
(4)为验证猜想3，小理在老师的指导下，将小盒子中的沙子换成质量更大的铁钉，增大物体的密度，直接仿照步骤C进行实验，发现此时弹簧测力计示数大于1.8 N，便认为该猜想是正确的．小理在该实验操作环节中存在的问题是 ．
通过同学们交流讨论，小理改正了实验中存在的问题，和同学们继续进行探究……第二节 探究：浮力大小与哪些因素有关
浮力的大小与什么因素有关
1．实验使用的科学方法：控制变量法．
2．实验过程：根据图中的实验数据可知，物块完全浸没于盐水中所受浮力为2.2N；比较E和F，可以得出：浮力大小与液体的密度有关．
3．影响浮力大小的因素：浸在液体中的物体受到的浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关；跟液体的密度有关；跟物体浸没在同种液体中的深度无关．
探究浮力大小与哪些因素有关
典例 如图所示是小强同学探究浮力大小与哪些因素有关的实验过程．
典例图
(1)如图甲所示，小强用弹簧测力计测出圆柱体的重力．
(2)如图乙所示，小强将圆柱体逐渐浸入水中，观察弹簧测力计示数如何变化．这是为了研究物体所受浮力的大小与浸在液体中的体积的关系．
(3)如图丙、丁所示，小强将圆柱体浸没在水中的不同深度处，弹簧测力计的示数不变(填“变化”或“不变”)，这表明物体所受浮力的大小与浸没的深度无关．
(4)为了研究浮力大小与液体密度的关系，小强分别将圆柱体浸没在水和盐水中，比较弹簧测力计的示数，如图丁、戊所示，将同一圆柱体浸没在不同液体中，是为了控制物体浸在液体中的体积相同．小强在实验时发现，圆柱体浸没在水和盐水中时，弹簧测力计示数没有明显的变化，产生这种现象的原因可能是盐水的密度和水的密度相差不大(写出一条即可)．
该实验中主要采用控制变量的思想进行探究，浮力大小采用“称重法”测量．用弹簧测力计测出物体的重力，将物体逐渐浸入水中，浸入水中的体积发生变化，观察弹簧测力计示数如何变化，这是为了研究浮力与物体浸在液体中的体积的关系；将物体浸没在水中的不同深度处，观察弹簧测力计的示数，研究浮力与浸没深度的关系；为了研究浮力大小与液体密度的关系，应控制浸在液体中的体积相同；弹簧测力计示数没有明显的变化，产生这种现象的原因可能是盐水的浓度太小，和水的密度相差不大．
变式1 如图甲所示将物体缓慢浸入水中，弹簧测力计示数F随h(h为物体底面到水面的距离)变化的关系图像如图乙所示，分析图像可知( A )
变式1图
A．物体受到浮力方向竖直向上
B．物体的重力为1.2 N
C．物体所受浮力与其浸入水中的深度成正比
D．物块所受的最大浮力为1.8 N
变式2 如图所示，在装满水的烧杯中，将空饮料罐慢慢向下按，我们发现向下按的力越来越大．根据以上的实验过程，下列猜想最符合研究目的的是( D )
A．物体的体积越大，所受的浮力越大
B．物体浸没在液体中越深，所受的浮力越大
C．向下按的力越大，物体所受浮力越大
D．物体浸在液体中的体积越大，所受浮力越大
变式2图
变式3 如图所示，在圆柱体底部从接触水面前一瞬间到没入水中A处过程，下列选项中表示圆柱体受到浮力F浮与浸入水中深度h的关系正确的是( D )
变式3图
变式4 [2024·菏泽]物理学习小组在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，用同一金属块依次进行如下步骤的操作：
变式4图
根据上述实验步骤，回答下列问题：
(1)步骤A中金属块重2.6N.
(2)步骤B中金属块受到的浮力为0.4N.
(3)分析ACD三步骤数据，初步得出浮力大小与液体密度有关．
(4)若步骤D中仅把盐水换成密度比水小的等体积的酒精，测力计的示数大于(填“大于”“小于”或“等于”)1.6 N.
(5)结合已学知识，根据步骤A、C，计算出金属块的体积为1×10－4m3.(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
1．[2024·枣庄]我国“奋斗者”号载人潜水器在马里亚纳海沟万米深处多次成功坐底，标志着我国在载人深潜领域达到了世界领先水平．“奋斗者”号在水面以下下潜过程中，受到( C )
A．压强增大，浮力增大
B．压强不变，浮力增大
C．压强增大，浮力不变
D．压强不变，浮力不变
第2题图
2．[2024·临沂模拟]同学们在完成了探究“影响浮力大小的因素”实验之后，老师把一金属块挂在弹簧测力计下，浸没在水中，弹簧测力计的示数为2 N(如图所示)．下列做法能使弹簧测力计的示数变大的是( B )
A．金属块下移一点
B．金属块露出水面
C．往烧杯里加些盐
D．往烧杯里加点水
3．[2024·济南模拟]如图所示，将重0.55 N的鸡蛋放在盛有清水的玻璃杯里，鸡蛋沉入杯底(如图甲所示)；逐渐将食盐溶解在水中，鸡蛋恰好悬浮(如图乙所示)；继续溶解食盐，最终鸡蛋漂浮(如图丙所示)，请根据这一现象提出最有探究价值的问题( D )
第3题图
A．鸡蛋受到的浮力大小与液体深度有什么关系
B．鸡蛋受到的浮力大小与排开液体体积有什么关系
C．鸡蛋受到的浮力大小与在液体中位置有什么关系
D．鸡蛋受到的浮力大小与液体密度有什么关系
4．[2024·济南一模]在学校开展的“防溺水安全教育”活动中，专家告诉同学们：若是不小心落水，务必保持冷静，不要挣扎将手臂高举．而应该将手臂浸在水中，头后仰，如图甲所示，这样口鼻就可以露出水面进行呼吸，等待救援．小理认为这是因为浮力大小与物体排开液体的体积有关，他将自己的想法说与同学听，大家都很感兴趣，并提出以下猜想：
第4题图
猜想1：浮力的大小可能与物体排开液体的体积有关；
猜想2：浮力的大小可能与物体的形状有关；
猜想3：浮力的大小可能与物体的密度有关．
于是他们找来烧杯、弹簧测力计、装有沙子的小盒子、铁钉等实验器材进行探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验．
(1)根据图乙所示，实验步骤B中的物体受到的浮力为0.4N.
(2)为了研究猜想1，小理将装有沙子的小盒子从图B下降至图C的过程中，发现弹簧测力计示数逐渐减小的同时，还观察到烧杯中的液面逐渐升高，由此初步分析得出：在其他条件相同时，物体排开液体体积越大，物体所受浮力越大．
(3)为了研究猜想2，小理用两块相同的橡皮泥分别捏成圆锥体和圆柱体进行图丙的实验，由此小理得出的结论是：浮力的大小与物体的形状有关．你认为这样得出结论是否合理，请你说出理由：不合理．没有控制排开液体体积相同．
(4)为验证猜想3，小理在老师的指导下，将小盒子中的沙子换成质量更大的铁钉，增大物体的密度，直接仿照步骤C进行实验，发现此时弹簧测力计示数大于1.8 N，便认为该猜想是正确的．小理在该实验操作环节中存在的问题是没有测量装有钉子的小盒子的重力．
通过同学们交流讨论，小理改正了实验中存在的问题，和同学们继续进行探究……
