实验10 探究浮力大小与哪些因素有关
一、浮力
1.浮力的定义：浸在液体（或气体）中的物体受到竖直向上的力，这个力叫做浮力。
注意：“浸在”包括“部分浸入”和“全部浸入（即浸没）”两种情况，也就是说浸没在液体内部和浮在液体表面的物体都受到浮力的作用。
2.浮力的方向：竖直向上。
无论物体的形状如何、是否运动，也无论液体（静止的液体）如何放置，浸在液体中的物体受到的浮力的方向总是竖直向上的。
3.浮力的施力物体与施力物体
（1）浮力的施力物体：液体（或气体）。
（2）浮力的受力物体：浸在液体（或气体）中的物体。
二、探究浮力大小的影响因素
【提出问题】浮力的大小跟哪些因素有关？
【猜想与假设】（1）游泳池里越往深水区走，所受的浮力越大，由此猜想：浮力的大小可能与物体浸在液体中的体积或浸没深度有关；
（2）鸡蛋在纯水中会下沉，但在浓盐水中却能漂浮，由此猜想：浮力大小可能与液体的密度有关；
（3）木头在水中漂浮，但铁块在水中下沉，由此猜想：浮力的大小可能与浸没在液体中的物体密度有关。
【进行实验】
实验目的 变量控制 图示 现象及分析 探究结论
探究浮力的大小与物体浸没深度的关系 同一物体浸在同一液体中，物体浸没的深度不同 乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数相同，即浮力相同 浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关
探究浮力的大小与物体浸入液体的体积的关系 液体的密度相同，同一物体浸入液体的体积不同 乙、丙两种情况下弹簧测力计示数不同，即浮力不同，F1>F2 物体受到的浮力与物体浸入液体的体积有关
探究浮力的大小与液体密度的关系 同一物体浸在液体中的体积相同，液体密度不同 乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数不同，即浮力不同，F2>F1 物体受到的浮力于液体的密度有关
探究浮力的大小与物体密度的关系 两个体积相同、质量不同的物体，浸入在同一液体中 甲、乙两种情况下弹簧测力计的示数差相同，即浮力相同 物体所受的浮力与物体的密度无关
【总结归纳】浮力的大小只跟液体的密度和物体浸入液体的体积有关（与物体的形状、材料、浸没的深度、液体的多少无关）。在液体密度相同时，浸入液体的体积越大，物体受到的浮力越大；在浸入液体的体积相同时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。
（2024 前郭县校级一模）为了“探究浮力的大小跟哪些因素有关”，某兴趣小组的同学用同一物块进行了如图所示的操作，并记下物块静止时弹簧测力计的示数，如图所示。
（1）小组同学通过比较甲、乙两次实验，得到“浮力的大小与物块浸没的深度有关”的结论，产生错误的原因是 ；
（2）通过比较甲、丙两次实验，得出浮力的大小与 有关；
（3）该组的同学根据测得的数据计算出：物块的重力为 N，密度为 kg/m3（已知：g＝10N/kg，）。
（2024 邹城市校级三模）在探究“浮力大小与什么因素有关”的实验中，所用器材为，材料相同、体积不同的长方体物块A、B，两只相同的烧杯，内装等量清水，并利用这些器材进行了如图所示的四步实验。
（1）为了准确测出物体的重力，把物体悬挂在竖直的弹簧测力计下端的挂钩上，当测力计和物体都 时，读出测力计的示数。物体A在水中所受浮力的大小为 N；
（2）比较以上四次实验，总结浮力大小与物体排开液体体积关系的实验结论是 ；
（3）小强同学想继续探究浮力大小与液体密度是否有关，他向乙烧杯中加盐并不断搅拌（液体体积不变），通过比较甲、乙两烧杯中A、B两物块所受浮力大小得出结论。小明认为这样的方案不可行，因为没有控制物体排开液体的体积相同，于是在以上方案的基础上提出了两种改进：
①向上提物块B，使两烧杯中液面 ，比较此时A、B两物块所受浮力大小是否相等；
②向上提物块B，使两物块所受浮力 ，比较两烧杯中液面的高度是否相同。
（2024 永修县校级模拟）小明在厨房帮妈妈煮饺子，发现饺子刚入锅时沉在水底，一段时间后会鼓起来，煮熟后漂浮在水面上。小明猜想，物体受到的浮力大小可能与它排开液体的体积有关，于是设计实验进行探究。如图，他把适量沙子装入气球，并充入少量空气，制成一个“饺子”进行了如下实验。实验中充入“饺子”的空气质量忽略不计。
（1）弹簧测力计是物理实验中常用的测量工具，该实验前应在 方向调零，如图甲所示，该测力计的分度值是 N，用弹簧测力计测出“饺子”的重力G＝ N；
（2）如图乙所示，将“饺子”浸入水中，“饺子”沉底，它受到的浮力F乙与其重力G的大小关系为F乙 G；（填“＞”“＜”或“＝”）
（3）用测力计把“饺子”竖直拉离水底，在水中静止，测力计的示数如图丙所示，它受到的浮力F丙＝ N；
（4）向“饺子”中充入适量空气，使其体积变大再浸入水中，测力计的示数如图丁所示，此时它受到的浮力为F丁，则F丁与F丙的大小关系为F丁 F丙；（填“＞”“＜”或“＝”）
（5）向“饺子”中充入更多的空气，浸入水中，“饺子”排开水的体积更大，最终漂浮在水面上，如图戊所示。至此，小明验证了自己的猜想，即物体受到的浮力大小与它排开液体的体积有关，且排开液体的体积越大，所受浮力越 。
（2024 顺德区校级二模）为了探究“液体内部的规律”和“浮力的影响因素”小华找来一平底薄壁硬塑料管、烧杯、水、盐水、天平、刻度尺和细沙，进行下面的实验。
在塑料管内装入适量的细沙，并用天平测出细沙与塑料管的总质量，然后把塑料管放在水或盐水中竖直漂浮，并用刻度尺测出液面到塑料管口的长度，把各项数据记录在下面的表格内。（塑料管底面积为2cm2）
表（一）（甲） 表（二）（乙）
次数 1 2 3 次数 4 5 6
塑料管与沙质量m/g 10 12 16 塑料管与沙质量m/g 9.6 12 14.4
液面到塑料管口长度h/cm 5 4 2 液面到塑料管口长度h′/cm 6 5 4
（1）分析表一（或表二）中的1、2、3或4、5、6数据可知，同种液体的内部压强随 增加而增大，分析表一和表二中的1和5或 数据可知，液体内部压强大小还与液体的密度有关；
（2）分析表一（或表二）中的1、2、3或4、5、6数据可知，浸在液体中物体受到的浮力大小随着物体 增加而增大，分析表一和表二中的2与6数据可知，影响浸在液体中的物体受到浮力大小的影响因素是 ；
（3）表一中第3次实验塑料管底部受到水的压强是 Pa；表二中盐水的密度是 kg/m3。
（2024 西藏）在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，操作步骤如图所示。
（1）操作乙中，物体受到的浮力为 N；
（2）分析比较操作甲、乙、丙可得出的初步结论是：当液体的密度相同时， 越大，浸在液体中的物体受到的浮力越大；
（3）已知水的密度是1.0×103kg/m3，实验所用物体的密度为 kg/m3；（g取10N/kg）
（4）根据图中给出的信息，你还可以分析得出什么结论？（写出一条即可）
（2024 山西）小明发现木头在水中是漂浮的，而铁块在水中会下沉，他猜想浮力的大小与浸在液体中的物体的密度有关。为此他进行了如下探究，请你帮助他完成实验。
实验思路：
（1）选取体积相同、 不同的物体A和B分别浸没在水中，测出其所受浮力并进行比较。
实验过程：
（2）按照实验思路依次进行如图所示的操作，从甲图中可知物体A所受的浮力为 N。观察乙图可知物体B在水中受到的拉力为 N，并计算出物体B所受的浮力。
实验结论：
（3）分析实验数据，可得出初步结论： 。
（2024 雨花台区校级模拟）在“探究影响浮力大小因素”的实验中，小开同学准备了以下实验器材：电子秤、足够高的柱形薄壁容器（质量为100g）、金属块（质量为400g）、轻质细杆、水、盐水。实验步骤如图所示，其中A、B、C、D容器中是水，E容器中是盐水。
（1）在C步骤中合金块浸没在水中受到的浮力为 N；
（2）分析图A、B、C、D可知，浮力的大小与 有关，与 无关；
（3）小开在E中倒入等质量的盐水，可知浮力的大小还与 有关；
（4）C、D两图中金属块上表面与下表面的压力差分别为ΔF1、ΔF2，则ΔF1 ΔF2（选填“大于”“等于”或“小于”）；
（5）分析实验数据可知盐水的密度为 kg/m3，若E步骤中物体未完全浸没就开始读数，则测得的盐水密度会 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）；
（6）小开发现只需把E中的液体换成其他等质量的未知液体，就可以利用A、D、E三个步骤测出未知液体的密度，若该仪器所能测量的最大未知液体密度为2g/cm3，则电子秤能测量的最大质量至少为 g。
（2024 重庆模拟）如图1所示，小田在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验时，用弹簧测力计吊着圆柱形物体逐渐浸入水中，再将圆柱形物体逐渐浸入盐水中。
（1）比较A、B、C三次实验，说明物体 越大，物体所受浮力越大。
（2）为了探究物体所受浮力的大小与液体密度的关系，应该比较A、 三次实验。
（3）在步骤D中，圆柱体浸没后向下移动但未触底的过程中，其上下表面受到水的压力差 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）小田利用实验中的数据计算出圆柱形物体的密度为 g/cm3，如果将圆柱形物体浸入水中后，圆柱形物体吸水，会使圆柱形物体密度的测量值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（5）回到家后，小田效仿历史上“曹冲称象”的故事，在家利用水盆、小碗、柱状玻璃杯、足量的水、刻度尺和记号笔等，测量小玻璃珠的密度。实验步骤如下：
①如图2甲所示，将装有一定数量小玻璃珠的碗放入盛有水的水盆中，使碗漂浮在水面上，用记号笔在碗外壁上标记水面的位置；
②如图2乙所示，往柱状玻璃杯内倒入适量的水，用刻度尺测量出柱状玻璃杯水面的高度h1＝13cm；
③将碗中所有小玻璃珠放入柱状玻璃杯中，用刻度尺测量出柱状玻璃杯水面对应的高度h2＝15cm，如图2丙所示；
④将柱状玻璃杯中的水慢慢倒入漂浮在水盆中的空碗内， ，用刻度尺测量出柱状玻璃杯中剩余水面对应的高度h3＝9cm，如图2丁所示（请将步骤④补充完整）；
⑤根据以上测量，请推导出小玻璃珠的密度为 g/cm3，若步骤④中将水从柱状玻璃杯倒入空碗中时，有部分水溅出到水盆中，则密度测量值 （选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
（2024 泰山区校级二模）某兴趣小组的同学完成了以下实验。
（1）实验1：测量酸奶的密度。
①用调节好的天平测量烧杯和适量酸奶的总质量，当天平平衡时，如图甲所示，烧杯和酸奶的总质量为 g；
②将烧杯中的部分酸奶倒入量筒中，用天平测量烧杯和剩余酸奶的总质量为60.2g；
③如图乙所示，量筒中酸奶的体积为 cm3；
④计算出这种酸奶的密度为 kg/m3。
（2）实验2：探究“浮力大小与哪些因素有关”。
实验步骤如下：如图丙所示，先将盛有水的容器放在电子秤上，然后用手提着系有细线的规则圆柱体将其缓缓地浸入水中，同时记下圆柱体下表面所处的深度h和电子秤显示的相应的质量m，记录数据如表所示。已知圆柱体的高度为8cm，当h＝8cm时，用弹簧测力计测得细线对圆柱体的拉力为0.8N。水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。
h/cm 0 2 4 6 8 10 12 14
m/kg 2.00 2.04 2.08 2.12 2.16 2.16 2.16 2.18
①实验过程中，电子秤示数逐渐增大时，细线对圆柱体的拉力逐渐 （选填“增大”或“减小”）；
②当h＝8cm时，圆柱体受到的浮力大小为 N；
③分析表中数据可知：圆柱体的密度为 g/cm3。
1（2024 惠山区模拟）在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，小明把一个饮料罐慢慢按入水中，感觉用力越来越大，由此猜想浮力大小可能与物体浸入液体中的深度有关，于是他和学习小组的同学一起设计了如图所示的实验步骤：
（1）物体在b步骤中所受浮力大小为 N；
（2）分析a、c、d三次实验，可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度 （选填“有关”或“无关”）；分析a、c、e三次实验，可知在物体排开液体的体积一定时，液体密度越大，物体受到的浮力越 ；
（3）同组的小华想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”，她找来薄铁片，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 第二次铁片受到的浮力（选填“大于”“等于”或“小于”）；
②小华得出：物体受到的浮力与其形状有关，小华得出错误结论的原因是：她只关注了铁片形状的改变，忽视了 对浮力大小的影响；
（4）小明学习浮力知识后想利用电子秤、苹果、铁丝和两个相同的烧杯测出浓盐水的密度，如图丙所示，请将以下实验步骤补充完整：
①在烧杯中倒入适量的水，用调好的电子秤测出烧杯和水的总质量为m1；
②用铁丝压苹果使其浸没在水中（水未溢出），不接触烧杯底和侧壁，记录电子秤示数为m2；
③往另一烧杯倒入适量的浓盐水，用电子秤测出烧杯和浓盐水的总质量为m3；
④用铁丝压苹果使其 在浓盐水中（浓盐水未溢出），不接触烧杯底和侧壁，记录电子秤的示数为m4；
⑤盐水密度的表达式为ρ浓盐水＝ （已知水的密度为ρ水）。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)实验10 探究浮力大小与哪些因素有关
一、浮力
1.浮力的定义：浸在液体（或气体）中的物体受到竖直向上的力，这个力叫做浮力。
注意：“浸在”包括“部分浸入”和“全部浸入（即浸没）”两种情况，也就是说浸没在液体内部和浮在液体表面的物体都受到浮力的作用。
2.浮力的方向：竖直向上。
无论物体的形状如何、是否运动，也无论液体（静止的液体）如何放置，浸在液体中的物体受到的浮力的方向总是竖直向上的。
3.浮力的施力物体与施力物体
（1）浮力的施力物体：液体（或气体）。
（2）浮力的受力物体：浸在液体（或气体）中的物体。
二、探究浮力大小的影响因素
【提出问题】浮力的大小跟哪些因素有关？
【猜想与假设】（1）游泳池里越往深水区走，所受的浮力越大，由此猜想：浮力的大小可能与物体浸在液体中的体积或浸没深度有关；
（2）鸡蛋在纯水中会下沉，但在浓盐水中却能漂浮，由此猜想：浮力大小可能与液体的密度有关；
（3）木头在水中漂浮，但铁块在水中下沉，由此猜想：浮力的大小可能与浸没在液体中的物体密度有关。
【进行实验】
实验目的 变量控制 图示 现象及分析 探究结论
探究浮力的大小与物体浸没深度的关系 同一物体浸在同一液体中，物体浸没的深度不同 乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数相同，即浮力相同 浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关
探究浮力的大小与物体浸入液体的体积的关系 液体的密度相同，同一物体浸入液体的体积不同 乙、丙两种情况下弹簧测力计示数不同，即浮力不同，F1>F2 物体受到的浮力与物体浸入液体的体积有关
探究浮力的大小与液体密度的关系 同一物体浸在液体中的体积相同，液体密度不同 乙、丙两种情况下弹簧测力计的示数不同，即浮力不同，F2>F1 物体受到的浮力于液体的密度有关
探究浮力的大小与物体密度的关系 两个体积相同、质量不同的物体，浸入在同一液体中 甲、乙两种情况下弹簧测力计的示数差相同，即浮力相同 物体所受的浮力与物体的密度无关
【总结归纳】浮力的大小只跟液体的密度和物体浸入液体的体积有关（与物体的形状、材料、浸没的深度、液体的多少无关）。在液体密度相同时，浸入液体的体积越大，物体受到的浮力越大；在浸入液体的体积相同时，液体的密度越大，物体受到的浮力越大。
（2024 前郭县校级一模）为了“探究浮力的大小跟哪些因素有关”，某兴趣小组的同学用同一物块进行了如图所示的操作，并记下物块静止时弹簧测力计的示数，如图所示。
（1）小组同学通过比较甲、乙两次实验，得到“浮力的大小与物块浸没的深度有关”的结论，产生错误的原因是 ；
（2）通过比较甲、丙两次实验，得出浮力的大小与 有关；
（3）该组的同学根据测得的数据计算出：物块的重力为 N，密度为 kg/m3（已知：g＝10N/kg，）。
【解答】解：（1）过比较甲、乙两次实验，排开液体的体积和液体密度不变，根据阿基米德原理知，浮力大小不变，之所以得到“浮力的大小与物块浸没的深度有关”的结论，产生错误的原因是：乙实验中物体受到容器底给的向上的支持力，导致测力计示数变小。
（2）根据控制变量法知，通过比较甲、丙两次实验，物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，测力计示数不同，根据称重法知，浮力大小不同，故得出浮力的大小与液体的密度有关。
（3）由甲图数据可得
；
由图丙数据可知
；
解①②得：G＝2N，V排＝5×10﹣5m3，所以物体的密度为
。
故答案为：（1）乙实验中物体受到容器底给的向上的支持力，导致测力计示数变小；
（2）液体的密度；（3）2；4×103。
（2024 邹城市校级三模）在探究“浮力大小与什么因素有关”的实验中，所用器材为，材料相同、体积不同的长方体物块A、B，两只相同的烧杯，内装等量清水，并利用这些器材进行了如图所示的四步实验。
（1）为了准确测出物体的重力，把物体悬挂在竖直的弹簧测力计下端的挂钩上，当测力计和物体都 时，读出测力计的示数。物体A在水中所受浮力的大小为 N；
（2）比较以上四次实验，总结浮力大小与物体排开液体体积关系的实验结论是 ；
（3）小强同学想继续探究浮力大小与液体密度是否有关，他向乙烧杯中加盐并不断搅拌（液体体积不变），通过比较甲、乙两烧杯中A、B两物块所受浮力大小得出结论。小明认为这样的方案不可行，因为没有控制物体排开液体的体积相同，于是在以上方案的基础上提出了两种改进：
①向上提物块B，使两烧杯中液面 ，比较此时A、B两物块所受浮力大小是否相等；
②向上提物块B，使两物块所受浮力 ，比较两烧杯中液面的高度是否相同。
【解答】解：（1）当弹簧测力计和物体都静止时，知物体静止时受到的拉力和重力是一对平衡力，弹簧测力计的示数等于物体所受重力的大小；
由图知物体A的重力GA＝4N，物体A浸没在水中时弹簧测力计的示数为F3＝2N，物体A在水中所受的浮力大小是：F浮A＝GA﹣F3＝4N﹣2N＝2N；
（2）物体B在水中所受的浮力大小是：F浮B＝GB﹣F4＝6N﹣3N＝3N；
由图知物体B体积大于物体A排开水的体积，且物体A受到的浮力小于物体B受到的浮力，故可以得出：液体密度相同时，物体排开液体的体积越大，所受浮力越大；
（3）要继续探究浮力大小与液体密度是否有关，
①需要控制排开液体的体积相同，改变液体的密度，由于水的质量相同，所以当液面相平时，物体A、B排开液体的体积相同，比较此时A、B两物块所受浮力大小是否相等；
②也可以让浮力相同，即两个弹簧力计示数减小的相同，比较排开液体体积的大小，即两烧杯中液面的高度是否相同。
故答案为：（1）静止；2；（2）液体密度相同时，物体排开液体的体积越大，所受浮力越大；（3）①使两烧杯中液面相平； ②使两物块所受浮力相等。
（2024 永修县校级模拟）小明在厨房帮妈妈煮饺子，发现饺子刚入锅时沉在水底，一段时间后会鼓起来，煮熟后漂浮在水面上。小明猜想，物体受到的浮力大小可能与它排开液体的体积有关，于是设计实验进行探究。如图，他把适量沙子装入气球，并充入少量空气，制成一个“饺子”进行了如下实验。实验中充入“饺子”的空气质量忽略不计。
（1）弹簧测力计是物理实验中常用的测量工具，该实验前应在 方向调零，如图甲所示，该测力计的分度值是 N，用弹簧测力计测出“饺子”的重力G＝ N；
（2）如图乙所示，将“饺子”浸入水中，“饺子”沉底，它受到的浮力F乙与其重力G的大小关系为F乙 G；（填“＞”“＜”或“＝”）
（3）用测力计把“饺子”竖直拉离水底，在水中静止，测力计的示数如图丙所示，它受到的浮力F丙＝ N；
（4）向“饺子”中充入适量空气，使其体积变大再浸入水中，测力计的示数如图丁所示，此时它受到的浮力为F丁，则F丁与F丙的大小关系为F丁 F丙；（填“＞”“＜”或“＝”）
（5）向“饺子”中充入更多的空气，浸入水中，“饺子”排开水的体积更大，最终漂浮在水面上，如图戊所示。至此，小明验证了自己的猜想，即物体受到的浮力大小与它排开液体的体积有关，且排开液体的体积越大，所受浮力越 。
【解答】解：（1）重力的方向竖直向下，在实验前，弹簧测力计应在竖直方向调零。
由图甲可知，弹簧测力计的分度值为0.2N，示数为1.6N，则“饺子”的重力大小G＝F示数＝1.6N；
（2）根据物体的浮沉条件可知，当物体在液体受到的浮力小于其重力时，物体沉底，因此F乙＜G；
（3）由图丙可知，弹簧测力计的示数为1.0N，即拉力的大小F拉1＝1.0N，此时“饺子”受到的浮力：
F丙＝G﹣F拉1＝1.6N﹣1.0N＝0.6N；
（4）向“饺子”中充入适量空气，使其体积变大再浸入水中，测力计的示数如图丁所示，拉力大小：F拉2＝0.7N，因此此时“饺子”受到的浮力：
F丁＝G﹣F拉2＝1.6N﹣0.7N＝0.9N，
F丁与F丙的大小关系为F丁＞F丙；
（5）向“饺子”中充入更多的空气，浸入水中，“饺子”排开的液体体积更大，最终漂浮，说明浮力等于重力，与之前相比，浮力明显增大，由此可知，物体受到的浮力大小与它排开液体的体积有关，液体密度不变时，物体排开液体的体积越大，浮力越大。
故答案为：（1）竖直；0.2；1.6；（2）＜；（3）0.6；（4）＞；（5）大。
（2024 顺德区校级二模）为了探究“液体内部的规律”和“浮力的影响因素”小华找来一平底薄壁硬塑料管、烧杯、水、盐水、天平、刻度尺和细沙，进行下面的实验。
在塑料管内装入适量的细沙，并用天平测出细沙与塑料管的总质量，然后把塑料管放在水或盐水中竖直漂浮，并用刻度尺测出液面到塑料管口的长度，把各项数据记录在下面的表格内。（塑料管底面积为2cm2）
表（一）（甲） 表（二）（乙）
次数 1 2 3 次数 4 5 6
塑料管与沙质量m/g 10 12 16 塑料管与沙质量m/g 9.6 12 14.4
液面到塑料管口长度h/cm 5 4 2 液面到塑料管口长度h′/cm 6 5 4
（1）分析表一（或表二）中的1、2、3或4、5、6数据可知，同种液体的内部压强随 增加而增大，分析表一和表二中的1和5或 数据可知，液体内部压强大小还与液体的密度有关；
（2）分析表一（或表二）中的1、2、3或4、5、6数据可知，浸在液体中物体受到的浮力大小随着物体 增加而增大，分析表一和表二中的2与6数据可知，影响浸在液体中的物体受到浮力大小的影响因素是 ；
（3）表一中第3次实验塑料管底部受到水的压强是 Pa；表二中盐水的密度是 kg/m3。
【解答】解：（1）塑料管在液体中漂浮，浮力等于重力，由表中1、2、3或4、5、6数据可知，随着塑料管和沙子的总质量逐渐变大，即浮力逐渐变大，结合浮力产生的原因知，下底面的压力增大，液面到塑料管口的长度逐渐变小，即塑料管在水中的深度逐渐变大，塑料管的横截面积不变，由 可知，塑料管受到的液体压强逐渐变大，故可得：同种液体的内部压强随液体深度增加而增大。
由1和5或2和6数据可知，液体深度相同时，塑料管和沙子的总质量不同，即塑料管受到的浮力不同，由 可知，塑料管受到的压强不同，故得出：液体内部压强大小还与液体的密度有关。
（2）由1、2、3或4、5、6数据可知，随着塑料管和沙子的总质量逐渐变大，塑料管在水中的深度逐渐加深，排开水的体积逐渐变大，由F浮＝ρ水gV排可知，浸在液体中物体受到的浮力大小随着物体排开液体的体积增加而增大。
[4]由2与6数据可知，排开液体体积相同时，但对应的塑料管与沙子的总质量不同，物体受到的浮力不同，故物体受到的浮力还与液体密度有关。
（3）表一中第3次实验塑料管底部受到水的压强
；
由表中数据可知，第2和第6次实验塑料管排开液体的体积相同，则
解得
。
故答案为：（1）液体深度；2和6；（2）排开液体的体积；液体的密度；（3）0.8×103；1.2×103。
（2024 西藏）在“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验中，操作步骤如图所示。
（1）操作乙中，物体受到的浮力为 N；
（2）分析比较操作甲、乙、丙可得出的初步结论是：当液体的密度相同时， 越大，浸在液体中的物体受到的浮力越大；
（3）已知水的密度是1.0×103kg/m3，实验所用物体的密度为 kg/m3；（g取10N/kg）
（4）根据图中给出的信息，你还可以分析得出什么结论？（写出一条即可）
【解答】解：（1）从图甲可知物体的重力为4N，从图乙可知测力计的示数为3.8N，操作乙中，物体受到的浮力F浮乙＝G﹣F示乙＝4N﹣3.8N＝0.2N；
（2）从图丙可知测力计的示数为3.5N，操作丙中，物体受到的浮力F浮丙＝G﹣F示丙＝4N﹣3.5N＝0.5N＞F浮乙，且物体在丙中排开水的体积大于在乙中排开水的体积，分析比较操作甲、乙、丙可得出的初步结论是：当液体密度相同时，物体排开液体的体积越大，浸在液体中的物体受到的浮力越大；
（3）物体完全浸没在水中所受的浮力F浮＝F浮丙＝0.5N；
根据阿基米德原理可知物体的体积为：V＝V排水0.5×10﹣4m3；
实验所用物体的密度为：ρ8×103kg/m3；
（4）根据甲、丙、戊可知，物体排开的液体的体积相同，液体的密度不同，弹簧测力计示数不同，浮力不同，所以浮力的大小与排开的液体的密度有关。
故答案为：（1）0.2；（2）排开的液体的体积；（3）8×103；（4）浮力的大小与排开的液体的密度有关。
（2024 山西）小明发现木头在水中是漂浮的，而铁块在水中会下沉，他猜想浮力的大小与浸在液体中的物体的密度有关。为此他进行了如下探究，请你帮助他完成实验。
实验思路：
（1）选取体积相同、 不同的物体A和B分别浸没在水中，测出其所受浮力并进行比较。
实验过程：
（2）按照实验思路依次进行如图所示的操作，从甲图中可知物体A所受的浮力为 N。观察乙图可知物体B在水中受到的拉力为 N，并计算出物体B所受的浮力。
实验结论：
（3）分析实验数据，可得出初步结论： 。
【解答】解：
（1）小明猜想浮力大小与物体密度有关，因此应选择密度（或质量）不同的物体进行浮力的测量和比较；
（2）根据受力平衡，A所受的浮力应该等于其重力与拉力之差，即浮力为3N﹣1.8N＝1.2N；
由乙图可知测力计的分度值为0.2N，示数为2.8N，即物体B在水中受到的拉力为2.8N，再利用重力与浮力之差算浮力，大小为4N﹣2.8N＝1.2N。
（3）根据（2）的分析，两个密度不同的物体浸没状态下所受浮力相等，故浮力的大小与浸没在液体中的物体密度无关。
故答案为：（1）密度（或质量）；（2）1.2；2.8；（3）浮力的大小与浸没在液体中的物体密度无关。
（2024 雨花台区校级模拟）在“探究影响浮力大小因素”的实验中，小开同学准备了以下实验器材：电子秤、足够高的柱形薄壁容器（质量为100g）、金属块（质量为400g）、轻质细杆、水、盐水。实验步骤如图所示，其中A、B、C、D容器中是水，E容器中是盐水。
（1）在C步骤中合金块浸没在水中受到的浮力为 N；
（2）分析图A、B、C、D可知，浮力的大小与 有关，与 无关；
（3）小开在E中倒入等质量的盐水，可知浮力的大小还与 有关；
（4）C、D两图中金属块上表面与下表面的压力差分别为ΔF1、ΔF2，则ΔF1 ΔF2（选填“大于”“等于”或“小于”）；
（5）分析实验数据可知盐水的密度为 kg/m3，若E步骤中物体未完全浸没就开始读数，则测得的盐水密度会 （选填“偏大”“偏小”或“不变”）；
（6）小开发现只需把E中的液体换成其他等质量的未知液体，就可以利用A、D、E三个步骤测出未知液体的密度，若该仪器所能测量的最大未知液体密度为2g/cm3，则电子秤能测量的最大质量至少为 g。
【解答】解：（1）对比A、C图，多了金属块浸没在液体中，使得电子秤的示数变大，说明金属块给电子秤有压力，根据物体间力的作用是相互的，金属块受到水竖直向上的浮力，导致电子秤的示数增加，增加的压力和浮力大小相等，所以C步骤中合金块浸没在水中受到的浮力为
（2）分析图A、B、C、D可知，金属块排开水的体积增大时，改变了排开液体体积，使得电子秤的示数变大，结合（1）分析可知，金属块受到的浮力变大；当金属块完全浸没在水中时，随着深度的增加，电子秤的示数不变，即金属块受到的浮力不变。可得：浮力的大小与排开液体的体积有关，与物体在水中的深度无关。
（3）小开在E 中倒入等质量的盐水，改变了液体的密度，金属块排开液体的体积不变，电子秤的示数改变，即金属块受到的浮力改变，可知浮力的大小还与液体的密度有关。
（4）C、D两图中，电子秤的示数相等，液体的密度相等，金属块排开水的体积相等，所以金属块受到的浮力相等，根据浮力的产生原因可是上表面与下表面的压力差，金属块在C、D两图中，上表面与下表面的压力差相等，都等于浮力的大小，所以ΔF1等于ΔF2。
（5）金属块完全浸没在水中时，其排开水的体积等于金属块的体积，根据阿基米德原理可得，金属块的体积为
；
在E 中倒入等质量的盐水，所以合金块浸没在水中受到的浮力为
；
根据阿基米德原理可得，盐水的密度为
；
若E步骤中物体未完全浸没就开始读数，电子秤的示数变小，浮力变小，但排开盐水的体积也变小，但计算时让按照浸没的体积计算，根据阿基米德原理可知，测得的盐水密度会偏小。
（6）根据阿基米德原理可得，金属块在未知液体中受到的最大浮力为
；
则有
；
可得，电子秤能测量的最大质量至少为
。
故答案为：（1）1；（2）排开液体的体积；物体在水中的深度；（3）液体的密度；（4）等于；（5）1.2×103；偏小；（6）500。
（2024 重庆模拟）如图1所示，小田在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验时，用弹簧测力计吊着圆柱形物体逐渐浸入水中，再将圆柱形物体逐渐浸入盐水中。
（1）比较A、B、C三次实验，说明物体 越大，物体所受浮力越大。
（2）为了探究物体所受浮力的大小与液体密度的关系，应该比较A、 三次实验。
（3）在步骤D中，圆柱体浸没后向下移动但未触底的过程中，其上下表面受到水的压力差 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）小田利用实验中的数据计算出圆柱形物体的密度为 g/cm3，如果将圆柱形物体浸入水中后，圆柱形物体吸水，会使圆柱形物体密度的测量值 （选填“偏大”、“偏小”或“不变”）。
（5）回到家后，小田效仿历史上“曹冲称象”的故事，在家利用水盆、小碗、柱状玻璃杯、足量的水、刻度尺和记号笔等，测量小玻璃珠的密度。实验步骤如下：
①如图2甲所示，将装有一定数量小玻璃珠的碗放入盛有水的水盆中，使碗漂浮在水面上，用记号笔在碗外壁上标记水面的位置；
②如图2乙所示，往柱状玻璃杯内倒入适量的水，用刻度尺测量出柱状玻璃杯水面的高度h1＝13cm；
③将碗中所有小玻璃珠放入柱状玻璃杯中，用刻度尺测量出柱状玻璃杯水面对应的高度h2＝15cm，如图2丙所示；
④将柱状玻璃杯中的水慢慢倒入漂浮在水盆中的空碗内， ，用刻度尺测量出柱状玻璃杯中剩余水面对应的高度h3＝9cm，如图2丁所示（请将步骤④补充完整）；
⑤根据以上测量，请推导出小玻璃珠的密度为 g/cm3，若步骤④中将水从柱状玻璃杯倒入空碗中时，有部分水溅出到水盆中，则密度测量值 （选填“偏大”、“偏小”或“无影响”）。
【解答】解：（1）比较A、B、C三次实验，说明物体排开液体的体积越大，物体所受浮力越大；
（2）为了探究物体所受浮力的大小与液体密度的关系，应控制物体排开液体的体积不变，因此应该比较A、C、E三次实验更好；
（3）在步骤D中，圆柱体浸没后向下移动但未触底的过程中，液体的密度和物体浸入液体的体积不变，则其受到的浮力不变，即上下表面受到水的压力差不变；
（4）由A知，物体的重力为8N，由C知，物体浸没在水中时测力计示数为7N，则物体浸没在水中时浮力为F浮＝G﹣F示＝8N﹣7N＝1N，
由阿基米德原理F浮＝ρ水gV排可得：1N＝ρ水gV排；
物体的重力为8N，根据G＝mg＝ρVg可得：8N＝ρ物gV；
浸没时V排＝V，解得ρ物＝8ρ水＝8.0g/cm3；
如果将圆柱形物体浸入水中后，圆柱形物体吸水，导致重力偏大，需要的拉力变大，而计算浮力时，重力没有改变，故测得的浮力偏小，则测得的物体体积偏小，根据ρ知，所测密度偏大。
（5）④根据等效替代法分析，如图丁，将玻璃杯中的水慢慢倒入水盆中的空碗内，直到标记处与碗外水面相平，此时表示水的质量与小玻璃珠的质量相等；
⑤小玻璃珠的总体积为：
V′＝V1﹣V＝Sh2﹣Sh1＝S×（15cm﹣13cm）＝S×2cm
将玻璃杯中的水慢慢倒入水盆中的空碗内，直到标记处与碗外水面相平，根据等效替代法，玻璃杯中减小的水的质量即玻璃珠的总质量，
减小的水的体积ΔV＝V1﹣V2＝Sh2﹣Sh3，
减小的水的质量为：
m＝ρ水（V1﹣V2）＝ρ水（Sh2﹣Sh3）；
即玻璃珠的总质量为：m′＝ρ水（Sh2﹣Sh3）＝ρ水S×（15cm﹣9cm）＝ρ水S×6cm；
所以玻璃珠密度的表达式为：
ρ3g/cm3；
若步骤④中将水从柱状玻璃杯倒入空碗中时，有部分水溅出到水盆中，导致所测质量偏大，根据ρ知，密度测量值偏大。
故答案为：（1）排开液体的体积；（2）C、E； （3）不变； （4）8；偏大。（5）直到标记处与碗外水面相平；3；偏大。
（2024 泰山区校级二模）某兴趣小组的同学完成了以下实验。
（1）实验1：测量酸奶的密度。
①用调节好的天平测量烧杯和适量酸奶的总质量，当天平平衡时，如图甲所示，烧杯和酸奶的总质量为 g；
②将烧杯中的部分酸奶倒入量筒中，用天平测量烧杯和剩余酸奶的总质量为60.2g；
③如图乙所示，量筒中酸奶的体积为 cm3；
④计算出这种酸奶的密度为 kg/m3。
（2）实验2：探究“浮力大小与哪些因素有关”。
实验步骤如下：如图丙所示，先将盛有水的容器放在电子秤上，然后用手提着系有细线的规则圆柱体将其缓缓地浸入水中，同时记下圆柱体下表面所处的深度h和电子秤显示的相应的质量m，记录数据如表所示。已知圆柱体的高度为8cm，当h＝8cm时，用弹簧测力计测得细线对圆柱体的拉力为0.8N。水的密度为1.0×103kg/m3，g取10N/kg。
h/cm 0 2 4 6 8 10 12 14
m/kg 2.00 2.04 2.08 2.12 2.16 2.16 2.16 2.18
①实验过程中，电子秤示数逐渐增大时，细线对圆柱体的拉力逐渐 （选填“增大”或“减小”）；
②当h＝8cm时，圆柱体受到的浮力大小为 N；
③分析表中数据可知：圆柱体的密度为 g/cm3。
【解答】解：
（1）由图甲可知，天平右盘放有一个100g的砝码和一个20g的砝码，天平标尺的分度值为0.2g，游码所对的刻度值为1.2g，
故烧杯和酸奶的总质量为：m1＝100g+20g+1.2g＝121.2g；
由图乙可知，量筒的分度值为2mL，量筒中酸奶的液面正好在50mL刻度处，故量筒中酸奶的体积为50mL＝50cm3；
将烧杯中的酸奶倒入量筒中一部分，用天平测量烧杯和杯内剩余酸奶的总质量为60.2g，
则量筒中酸奶的质量为：m′＝m1﹣m2＝121.2g﹣60.2g＝61g；
这种酸奶的密度为：ρ1.22g/cm3＝1.22×103kg/m3；
（2）①设容器和水的总重力为G0，圆柱体重力为G，电子秤受到压力为F，细线对圆柱体拉力为F拉，
则电子秤受到压力：F＝G0+G﹣F拉，即：m示g＝G0+G﹣F拉，
因G0、G一定，当电子秤示数（m示）逐渐增大时，则根据上式可知细线对圆柱体的拉力逐渐减小；
②由表格数据知，当h＝0时，圆柱体还没有浸入水中，不受浮力，此时m示g＝G0＝2.00kg×10N/kg＝20N，
当h＝8cm时，圆柱体刚好浸没，电子秤示数为2.16kg，由m示g＝G0+G﹣F拉可得G﹣F拉＝m示g﹣G0＝2.16kg×10N/kg﹣20N＝1.6N；
所以圆柱体受到的浮力F浮＝G﹣F拉＝1.6N；
当h＝8cm时，圆柱体刚好浸没（V排＝V），圆柱体受到的拉力为0.8N，浮力为1.6N，
所以圆柱体的重力G＝F浮+F拉＝1.6N+0.8N＝2.4N；
由阿基米德原理可得，圆柱体受到的浮力：F浮＝ρ水gV排，
即：1.6N＝1.0×103kg/m3×10N/kg×V，解方程可得V＝1.6×10﹣4m3，
由G＝mg和ρ可得G＝ρ物Vg，即2.4N＝ρ物×1.6×10﹣4m3×10N/kg，
解方程可得ρ物＝1.5×103kg/m3＝1.5g/cm3。
故答案为：（1）121.2；50；1.22×103；（2）减小；1.6；1.5。
1（2024 惠山区模拟）在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，小明把一个饮料罐慢慢按入水中，感觉用力越来越大，由此猜想浮力大小可能与物体浸入液体中的深度有关，于是他和学习小组的同学一起设计了如图所示的实验步骤：
（1）物体在b步骤中所受浮力大小为 N；
（2）分析a、c、d三次实验，可知浮力大小与物体浸没在液体中的深度 （选填“有关”或“无关”）；分析a、c、e三次实验，可知在物体排开液体的体积一定时，液体密度越大，物体受到的浮力越 ；
（3）同组的小华想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”，她找来薄铁片，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 第二次铁片受到的浮力（选填“大于”“等于”或“小于”）；
②小华得出：物体受到的浮力与其形状有关，小华得出错误结论的原因是：她只关注了铁片形状的改变，忽视了 对浮力大小的影响；
（4）小明学习浮力知识后想利用电子秤、苹果、铁丝和两个相同的烧杯测出浓盐水的密度，如图丙所示，请将以下实验步骤补充完整：
①在烧杯中倒入适量的水，用调好的电子秤测出烧杯和水的总质量为m1；
②用铁丝压苹果使其浸没在水中（水未溢出），不接触烧杯底和侧壁，记录电子秤示数为m2；
③往另一烧杯倒入适量的浓盐水，用电子秤测出烧杯和浓盐水的总质量为m3；
④用铁丝压苹果使其 在浓盐水中（浓盐水未溢出），不接触烧杯底和侧壁，记录电子秤的示数为m4；
⑤盐水密度的表达式为ρ浓盐水＝ （已知水的密度为ρ水）。
【解答】解：（1）根据称重法，物体在b步骤中所受浮力大小为F浮＝G﹣F拉＝4N﹣3.5N＝0.5N。
（2）分析a、c、d可知，深度变化，浮力不变，都为1N，所以得出：在同种液体中，物体所受浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
分析a、c、e可知，物体排开液体的体积相同，液体的密度不同，浮力不同，液体的密度越大，物体受到的浮力越大，所以得出：在物体排开液体的体积一定时，液体密度越大，物体受到的浮力越大。
（3）①通过分析可知，第一次铁片沉至杯底，受到的浮力小于重力，第二次铁片弯成“碗状”漂浮，受到的浮力等于重力，所以第一次铁片受到的浮力小于第二次铁片受到的浮力。
②要探究“物体受到的浮力大小与其形状是否有关”，应控制液体的密度和物体排开液体的体积相同。根据物体的形状不同，浮力不同，小明得到物体受到的浮力大小与其形状有关，这是错误的，原因是没有控制物体排开液体的体积相同。
（4）为了保持排开液体体积不变，所以实验步骤④用铁丝压苹果使其浸没在浓盐水中（浓盐水未溢出），
苹果浸没在水中时，排开水的质量m水排＝m2﹣m1，由ρ可知，排开水的体积，
苹果浸没在浓盐水中时，排开盐水的质量m浓盐排＝m4﹣m3，排开浓盐水的体积，
根据物体浸没水中排开液体的体积等于物体浸没盐水中排开液体的体积，即V水排＝V浓盐排，则，
解得：。
故答案为：（1）0.5；（2）无关；大；（3）小于；物体排开液体的体积；（4）④浸没；⑤。
21世纪教育网(www.21cnjy.com)
