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浮力大小与什么因素有关的实验探究题


浮力大小与什么因素有关的实验探究题
1、小刚在学习了阿基米德原理(F 浮=G 捧)后,推导得出 F 浮=ρ液 V 排 g,从而知道物体受到的浮力大小与液体的 _______和物体_________有关。 小刚进一步猜想,物体所受浮力大小是否与物体的形状有关?针对这个问题,他选用以 下实验器材进行探究:弹簧测力计、体积相同的圆柱体和长方体铝块各—块、烧杯、细 线和水。 实

验步骤如下: ①用细线将圆柱体、长方体铝块先后挂在弹簧测力计上,测出它们的重力分别为 G1、 G2; ②将圆柱体铝块挂在弹簧测力计上并浸没入水中,记下弹簧测力计的示数 F1。 ; ③将长方体铝块挂在弹簧测力计上并浸没入水中,记下弹簧测力计的示数 F2; 则:(1)比较两铝块的重力 G1、G2 的大小关系为_______; (2) 利用以上实验数据比较:若 ______ _ ,说明浮力大小与物体形状无关;若 ____ ____,说明浮力大小与物体形状有关。 2、小明猜想“浮力大小 F 与液体的密度ρ和物体排开液体的体积 V 有关” ,他为了探究 F 与 V 的关系, 自制了 6 个塑料块 (密度大于水) , 其体积分别为 10m? 、 20 cm? 、 30 cm ? 、40 cm? 、50 cm? 、60 cm? ,将各塑料块分别挂在弹簧测力计上,记下各塑料 块在空气中和完全浸没在水中时弹簧测力计的示数。 (1) 小明记录的实验数据见下表。 根据表中的数据在坐标纸上画出 F 与 V 的关系图象。 试验次数 1 2 3 4 5 6 物体排开液体体积 V/cm? 10 20 30 40 50 60 弹簧测力计的示数 F1/N(塑料块在空气中) 0.14 0.28 0.42 0.56 0.70 0.8 4 弹簧测力计的示数 F2/N(塑料块在水中) 0.04 0.08 0.12 0.16 0.20 0.2 4 浮力 F/N 0.10 0.20 0.30 0.40 0.50 0.6 0 (2)根据图象,可得出 F 与 V 的关系 是: _______________。 (3)通过分析图象,得出当 V 为 75cm? 时,所对应 的浮力 F=__________N。 (4)通过提取和处理表中的相关信息,回答下列问 题: a、现有量程为0.5N 和1N 两个弹簧测力计, 哪一个 测力计符合该实验的要求?________。 b、实验中,小明每一次用弹簧测力计时,其 指针 都恰好在刻度线上,则该弹簧测力计的 分度值不超 过多少 N?__________________。 3.如图所示是研究浮力与哪些因素有关的实验,弹簧测力计下挂着同一物体,其示数 依次是5N,4N、4N、3N。 (l)比较图乙和丙得到的结论是:浸没在液体里的物体所受浮力的大小与_____无 关。

(2)比较图_____和图_____可得到的结论是:浮力的大小与液体的密度有关。

4、小明和小华分别利用重为1N 的橡皮泥、弹簧测力计、细线、烧杯和水等器材探究浮 力大小与物体形状的关系。他们将各自的橡皮泥依次 捏成圆锥体和圆柱体进行实验,实验过程及相关数据 如图所示。请你解答下列问题: (1)图 A 中橡皮泥所受浮力的大小为_____N。 ( 2 )他们经过交流发现实验结论不一致,你认为 _____的实验 方案得出的结论更可靠,另一方案得 出 的 结 论 不 可 靠 的 主 要 原 因 是 _______________________________。 (3)在初中物理学习中与上述实验方法相同的实验有________________。 (只举一例) 5、通过实验认识了浮力后,小军和小民班的同学在老师的引导下,继续对“浮力的大 小与哪些因素有关”进行了实验探究。 首先,他们对“浮力的大小与哪些因素有关”进行了猜想,在老师的帮助下将同学们的 猜想归纳如下: 猜想 l:浮力的大小可能与物体的质量有关; 猜想2:浮力的大小可能与液体的密度有关; 猜想3:浮力的大小可能与物体浸入液体的深度有关; 猜想4:浮力的大小可能与物体浸入液体的体积有关。 (1)小军所在组的同学为了验证猜想1和猜想2,选用了体积相同、质量不同的三个圆柱 形物体 A、B、C 并测出了它们的重分别为4 N、4.5 N 和5 N,然后进行了下图所示的 实验。 ①比较图中序号为 a、 b、 c 的三次实验, 得出的结论是: 浮力的大小与 。 ②比较图中序号为 、 、 的三次实验可以得出结论:浮力的大小与液体的密 度有关;液体的密度越大,同一物体受到的浮力也越大。

(2) 猜想 3 是小民所在组的同学提出的,请你举出一个生活中的实例来支持他们的猜 想 。 _____________________________________________________________________ __ (3)小民所在组的同学为了验证猜想3,选用了与小军所在组相同的圆柱 形物体 A,进行了下图所示的实验,得到的实验数据如下表: 物体 A:底面积20cm? 、高5cm 的圆柱体,液体:酒精 实验序号 1 2 3 4 5

物体进入液体的深度 h/cm 受到的浮力 F 浮/N

1 0.2

3 0.5

5 0.8

7 0.8

9 0.8

分析上表中的实验数据, 得到的实验结 论 是 : 。 之后, 他们在与其他组同学交流的基础 上,在老师的引导下继续进行着探究 ? ? 6、在“浮力”这一节,老师要求同学们完成下面5个内容。 (1)如图甲所示,在水桶中装半桶水。用手把空的饮料罐按入水中越深,观察发现水 面升得越高,说明饮料罐排开水的重力越大;同时感受到手对罐向下的压力也越大,这 说明罐受到向上的浮力 (选填“变大” 、 “变小” 、 “不变” ) 。于是同学们 猜想:浮力大小可能跟排开水的重力有关。 (2)如图乙所示在弹簧测力计下面挂一石块,测得石块重力为 G,把石块浸入水中静止 时弹簧测力计示数减小为 F,分析石块在水中静止时受力,则石块所受浮力的表达式:F 浮= 。 (3)在“探究浮力大小跟排开液体重力大小的关系”时,老师提供足够的器材,同学 们设计并完成实验,下表是某组同学记录的数据,请在空格处填上适当数据。 物体重力 G/N 物体浸入液体中弹簧测力计 浮 力 F 浮 物体排开水的重力 G 排 示数 F/N /N /N 8 (4)分 论: 6 析 2 上 表 数 据 得 出 结

。 (5)请同学们运用自己所学知识,器材不限,设计一种测王冠密度的方案(要求不损 坏王冠) ① 如 何 测 王 冠 的 质 量 m? ; ② 如 何 测 王 冠 的 体 积 V? ; 由 即可计算出王冠的密度。

7、小刚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 酒精), 对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。 下图表示探究过程及有关数据。

(1)分析②、③、④,说明浮力大小跟 有关。 (2)分析 ,说明浮力大小跟液体的密度有关。 (3)物体完全浸没在酒精中所受的浮力是 N。 (4) 根 据 图 中 的 实 验 数 据 , 该 金 属 块 的 密 度 是 kg/m? 。(g 取10 N/kg) 8、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,李明做了如图甲所示的实验: 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臵,在这一实验中: (1)铁块从位臵1-2-3的过程中,弹簧测力计的示数 ,说明铁块受到 的浮力 ;从位臵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,猜 想 是不正确的(填上面猜想的序号) 。 (3)给你一杯清水、一个熟鸡蛋和适量的食盐(如图乙) ,请你设计实验验证浮力与液 密度是否体的有关。简要写出你的实验验证的方法。

9 、孙晓同学在家中利用身边的物品探究浮力的有关因素时,他把木块压入水中 后松开手,发现木块又浮了上来,由此他得出浮力的大小与物体浸没在液体中的深度有 关的结论。请你利用弹簧测力计、烧杯、小石块、线、水设计一个探究方案来验证或否 定他的结论。 (1)提出问题:物体受到的浮力跟物体浸没在液体中的深度是否有关? (2)猜想或假设: (3)设计实验进行验证(说出你的实验设想) : 10、小组同学通过实验研究浸在液体中的物体表面受到液体的压力大 小与什么因素有关。他们把高为 0.2米的实心圆柱体;先后浸入 A、B 两种液体中(ρA<ρB) ,并用力 Fl 改变下表面到液面的距离 h,如左 图所示。他们利用仪器测得力 F1和圆柱体下(或上)表面受到液体的压 强,并利用公式求得下(或上)表面受到液体的压力,记录数据如表一、

表二所示。

表一 液体 A 实验序号 液面到下表面的距离 h(米) 上表面受到的压力 F1(牛) 上表面受到液体的压力 F2(牛) 下表面受到液体的压力 F3(牛) 表二 液体 B 实验序号 液面到下表面的距离 h(米) 上表面受到的压力 F1(牛) 上表面受到液体的压力 F2(牛) 下表面受到液体的压力 F3(牛) 7 0.16 5.6 17.6 8 0.18 7.8 19.8 9 0.20 10.0 22.0 10 0.22 10.0 2.2 24.2 11 0.24 10.0 4.4 26.4 12 0.26 10.0 6.6 28.6 1 0.16 4.0 16.0 2 0.18 6.0 18.0 3 0.20 8.0 20.0 4 0.22 8.0 2.0 22.0 5 0.24 8.0 4.0 24.0 6 0.26 8.0 6.0 26.0

⑴分析比较实验序号 1、 2 与 3 或 7、 8 与 9 等数据中的距离 h 和下表面受到液体压力 F3 的关系及相关条件,可得出的初步结论是 。 ⑵分析比较实验序号________________________________________等数据中的距离 h 和 上表面受到液体压力 F2 的关系及相关条件,可得出的初步结论是:当深度相同时,液 体的密度越大,圆柱体上表面受到液体的压力越大。 ⑶请将表一和表二填写完整。 ⑷甲、乙两位同学进一步综合分析了表一、表二中后三列数据及相关条件,甲同学计算 了 F3 与 F1 的差值,分别为 14.0 牛、16.O 牛、18.0 牛和 14.2 牛、16.4 牛、18.6 牛, 由此得出结论:浸没在同种液体中的圆柱体,下、上表面受到的液体压力差随深度的增 加而增大;乙同学计算了 F3 与 F2 的差值,分别为 20.O 牛、20.0 牛、20.0 牛和 22.0 牛、22.0 牛、22.0 牛,由此得出结论:浸没在同种液体中的圆柱体,下、上表面受到 的液体压力差是个定值。请判断,甲同学的分析____________________,乙同学的分析 _____________________________。(均选填“错误” 、 “合理但结论不完整”或“合理且 结论完整”) 11、实验中学物理课外实验小组,为了探究物体浸在水中不同深度所受浮力的变化情 况,进行了如下的实验:将一挂在弹簧测力计下的圆柱型金属体(高度为 10cm)缓慢浸 入水中(水足够深) ,从圆柱体接触水面至接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所 处的深度 h 和弹簧测力计的示数 F.实验数据如下表. (1)请将后 4 次实验计算出的浮力填入表格;

(2)依据表中数据,在右边的坐标系中画出浮力 F 浮与深度 h 关系的图象; (3)通过对图象的分析,你得到的结论是: _______

_

12.在科学学习中,我们常利用身边的一 些材料, 设计一些简单实验来证明或否定 某一结论。例如:将铁块挂在弹簧秤下, 分别读出铁块在空气中和浸在液体中时 弹簧秤的示数, 两者之差就是铁块在液体 中受到的浮力。 下面是同学们研究浮力的 实验片段: (1)将铁块悬挂在弹簧秤下,再将铁块分别浸没在水中和酒精中,比较铁块浸没在水 中和酒精中受到的浮力大小。这一实验是为了证明浮力的大小跟_______有关。 (2)小张认为“物体浸入液体的深度越深,受到的浮力越大”的说法是错误的,他设 计的实验是“将同一铁块浸没在水中不同深度处,观察弹簧秤的示数。 ”预计看到弹簧 秤的示数_______。其实, “物体浸入液体的深度越深,受到的浮力越大”的说法,在实 验过程中的某个阶段也是正确的,这个阶段是 。 13、同学们在学习“阿基米德原理”这节课上.仔细观察了老师所做的演示实验(如图 甲所示).课后复习时.物理兴趣小组的同学们,经过反复的思考、讨论,提出了对该 实验的改进意见,并动手制作出了如图乙所示的实验装臵,其中 A、B 为两个规格相同 的弹簧秤,C 为重物,D 为薄塑料袋(质量不计),E 是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞 以及弯曲玻管自制的溢水杯,杯中加人红色的水,F 是升降平台(摇动手柄,可使平台高 度缓慢上升、下降),G 为铁架台. (1)实验中.同学们逐渐调高平台 F,使重物浸入水中的体积越来越大,观察到弹簧秤 A 的示数________;弹簧秤 B 的示数________(选填“增大” 、 “减小”或“不变”)。比

较弹簧秤 A 的示数变化量 FA'和弹簧秤 B 的示数变化量 FB' ,它们的大小关系是 FA' ______FB'(迭填“>” 、 “<”或“=”), (2)通过分析, 你认为应提醒兴趣小组的同学在操作时要注意什么问题?(请写出两条) ①___________________________________________________________________; ②___________________________________________________________________。 (3)对比图甲、图乙的两组实验,改进后的实验与原实验比较有哪些优点?(请写出三 条) ①____________________________________________________________________; ②____________________________________________________________________; ③___________________________________________________________________; 14.在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时,班级的“物理博士”为同学们做了如 下图所示的一系列实验, 请你从中选出一些图, 针对浮力的大小与排开液体的体积大小、 浸入深度或液体密度等因素进行探究,并通过分析弹簧测力计的示数,说明你的探究结 果。 ⑴你要探究的 是: 。 ⑵所选用的图是:(填图中的序号) 。 ⑶探究的结果 是: 。 15、小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关” 。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。 ⑴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________的改变,忽视了________对浮力大小的影响。 16、如图甲,超凡同学为了探究物体在水中不同深度所受浮力的变化情况,将一长方体 挂在弹簧测力计下,在长方体接触容器底之前,分别记下长方体下表面到水面距离 h 和 弹簧测力计相应的示数 F,实验数据如下表 1 2 3 4 5 6 7

h/cm F/N

0 6.5

2 6.0

4 5.5

6 5.0

8 4.5

10 4.5

12 4.5

(1)分析表中数据, 可以得出物体重____N, 第 4 次实验时, 物体受到的浮力为____N。 (2)分析第 1 次到第 5 次实验数据,说明物体浸没于液体之前 。 (3)分析第 5 次到第 7 次实验数据,说明 。 (4) 图乙中能正确反映浮力 F 浮和物体下表面到水面距离 h 关系的图象为 。 17、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 和煤油),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究.下图表示探究过程及有关数据.

(1)分析图 B、C、D,说明浮力大小跟__________________有关. (2)分析图__________________,说明浮力大小跟液体密度有关. (3)物体完全浸没在煤油中所受的浮力是__________________N. (4)小明还想探究浮力大小与物体形状是否有关,请你简述实验方法. 18、如图所示是探究“浮力大小与哪些因素有关”实验的若干操作,根据此图请你回答 下列问题。 (1)分析比较图①②③,说明物体所受浮力的大小与__________________ 因素有关。

(2)在图③与图④中保持了__________________不变,得到的结论是浮力大小与 __________________有关。这种研究问题的方法叫做__________________ 。请再举一 个应用这种研究方法的实验:__________________。 19、小明想:浮力是液体对物体向上的托力,而物体间力的作用是相互的,所以 物体 对液体一定有向下的压力,那么浮力的大小和物体对液体压力的大小有什么关系 呢? (1)小明和小红利用烧杯、水、天平、合金圆柱体、细线和弹簧测力计,进行了如下探 究:①在烧杯中盛适量水,用天平测出烧杯和水的总质量 m1;

②用弹簧测力计测出圆柱体的重力 G; ③如图所示,将圆柱体部分浸入烧杯的水中,静止在某一深度,记下弹簧测力计的示 数 F,则圆柱体所受水的浮力为 (用弹簧测力计所测得的量来表示);此 时向天平的右盘加上适量的砝码,使天平重新平衡,记下天平的读数 m? , 则 圆 柱 体 对 水 的 压 力 为 __________________ ( 用 天 平 所 测 得 的 量 来 表 示)。 (2)下表为小明和小红记录的实验数据:(表中 h2>h1)

①通过分析表格中的数据,可以得出:浮力的大小 __________________ (选填“大于” 、 “小于”或“等于”) 物体对液体压力的大小;此外你还可以得出的结论有: __________________ (写出一条即可)。 ②由表格中的数据可 知,该圆柱体的密度为__________________ kg/m? 。 20、张明在探究物体所受浮力大小与哪些因素有关时,先后进行了两组实验,实验 过 程分别如图甲、图乙所示。请你仔细观察各图,接着完成以下的实验要求:

设计两个数据记录表格, 包括物体浸入的液体或气体名称、 浸入液体或气体中的体积 (用 “小部分” 、 “大部分”或“全部”等字样描述) 、弹簧测力计的读数和物体所受浮力大 小等;填写并处理这两组实验对应的数据;总结出实验结论。 21、在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,某同学猜想:浮力大小可能与液 体密度的大小、物体浸入液体中体积的大小、物体重力的大小有关。 请你设计一个方案,探究“浮力的大小与物体的重力大小是否有关” 。 实验提供如下器材:实验桌、弹簧测力计、量筒、烧杯各一个;水、盐水、细线适量; 一大块橡皮泥;体积相同的铜块和铁块各一块;体积不同的铁块各一块。 (1)从给定的器材中选出你需要的器材: (2)实验步骤: (3)根据可能出现的实验现象,得出相应的探究结论。 22.小明同学要研究铁块所受浮力是否与温度有关, 如何去研究呢?请你帮他设计这次实 验的全过程。要求:写出所需器材、研究的步骤,并设计一个记录实验数据的表格。 23、在探究“浮力的大小与哪些因素有关”的实验中,同学们有以下猜想: a. 浮力的大小可能与液体密度有关; b.浮力大小可能与物体排开液体中的体积大小有关; c.浮力大小可能与物体浸入液体内的深度有关。 小红的实验小组对猜想 C 进行了如下的实验探究: 将一个高为10cm 金属圆柱体挂在弹簧 测力计下,在金属圆柱体接触水面之前和接触水面后,分别记下了金属圆柱体下表面到

水面的距离 h 和弹簧测力计相应的示数 F(如右图),实验数据如下表: 次 1 2 3 4 5 6 h(cm) 0 2 4 6 8 10 F(N) 8.0 7.5 7.0 6.5 6.0 5.5 (1) 小组分析表中数据得出:物体的浮力大小与物体浸入液体内的深度有关,且在同 种液体内物体浸入的深度越大,所受的浮力越大。你认为该小组得出的结论是否科学? 如果不科学,请分析产生这种不科学结论的原因是什么?并提出改进意见。如果认为科 学,简述科学的道理。 (2)分析表中数据, 还可以得出物重为 N,第 6 次实验时,物体受 到的浮力为 N,从中我们可以计算出此金属的密度 为 kg/m3。 24.学习了浮力有关的知识以后,同学们都已经知道:浮力的大小跟物体浸在液体的 密度、排开液体的体积有关。但小明总感觉到:浮力大小应与物体所在液体的深度有 关.他设计了如下的实验: 在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯 上方某一高度缓慢下降,直到圆柱体刚好 浸没于水中, 如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数 F 随圆柱体下降高度 h 变化 图像。 (1)根据以上实验分析图像 BC 段,可得结 论 。 (2)在评估交流时,小红却说: “浮力的大小与深 度无关” ,利用以上器材,在上述实验的基础上, 请你补充小红的实验过程,证实小红的观点是对 的,并在图中补充上小红的实验图像。 (3)他们的结论是正确的吗?请写出你判断的依据。


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