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文檔簡介
2023年中考物理熱點(diǎn)復(fù)習(xí):與浮力有關(guān)的關(guān)驗(yàn)(精講)
實(shí)驗(yàn)一探究浮力大小與哪些因素有關(guān)
實(shí)驗(yàn)器材彈簧測力計(jì)、物體(P物>P澹)、燒杯、水、鹽水等
Ijjoi
實(shí)驗(yàn)裝置&?≡*曲&
(a)(b)(c)(d)(e)
(1)測量物體所受的重力,如圖(a)
(2)把物體浸沒在水中不同深度處,分別讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù),如圖
(c)(d)所示
實(shí)驗(yàn)步驟(3)讓物體浸在水中的體積逐漸變大,分別讀出彈簧測力計(jì)的示數(shù),如
圖(b)(c)所示。
(4)把同一物體浸沒在密度不同的液體中,分別讀出彈簧測力計(jì)的示
數(shù),如圖(d)(e)所示。
控制變量法。
(1)探究浮力與物體浸在液體中的體積的關(guān)系:控制物體浸在同一液體
中,改變物體浸在液體中的體積。
實(shí)驗(yàn)方法(2)探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系:控制物體浸在液體中的體積和
深度不變,改變液體的密度。
(3)探究浮力與浸沒的深度的關(guān)系:控制物體浸沒在同一液體中,改變
物體浸沒的深度。
物體在液體中所受浮力的大小,跟它浸在液體中的體積有關(guān)、跟液體
實(shí)驗(yàn)結(jié)論的密度有關(guān)。物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大,浮力就
越大。浮力的大小與浸沒在液體中的深度無關(guān)。
實(shí)驗(yàn)二、探究浮力大小與物體排開液體所受重力的關(guān)系
實(shí)驗(yàn)器材彈簧測力計(jì)、物體(P物>P濯)、溢水杯、小桶、細(xì)線、水、鹽水。
f^^
-Π
uΠH
UW
實(shí)驗(yàn)裝置?AΔ
B□
?
甲
乙
丙T
(1)測量物體排開液體受到的重力的方法:
先測出空桶重Gi,如圖丁,再測出桶和溢出水的總重Ga如圖丙,則排開的液
實(shí)驗(yàn)過程體所受重力G)*=G2—Gi。
(2)用稱重法測浮力:F浮=G-F拉,如圖甲、乙。
(3)比較F浮與Gt"的大小得出結(jié)論
實(shí)驗(yàn)結(jié)論浸在液體中的物體所受浮力大等于它排開的液體所受的重力,即F浮=GW
典例講解
例1.物理興趣小組在進(jìn)行“探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)“實(shí)驗(yàn)中,用彈簧測力計(jì)掛著一實(shí)心
圓柱體,以下圖a、b、c、d、e分別為實(shí)驗(yàn)情景。(g取IONzkg)
(1)通過a、C兩次實(shí)驗(yàn),可知物體浸沒在水中所受浮力大小是
(2)通過、兩次實(shí)驗(yàn),可探究物體所受浮力大小與浸沒深度的關(guān)系;
(3)通過比較b、C兩次實(shí)驗(yàn),可以探究浮力大小與的關(guān)系;
(4)通過c、e兩次實(shí)驗(yàn),可探究物體所受浮力大小與的關(guān)系;
(5)在某種液體中進(jìn)行探究的過程中,記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù),得到如圖f所示彈簧測力計(jì)讀數(shù)與圓
3
柱體下表面浸入深度的關(guān)系圖像,則該液體的密度為kg∕mi
(6)通過計(jì)算可以知道物體的密度是kg∕m3,圓柱體高度為cm。
【分析】(I)根據(jù)稱重法求出物體在水中受到的浮力;
(2)探究物體所受浮力大小與浸沒深度是否有關(guān),需控制物體排開液體的體積和液體的密度
不變,據(jù)此分析;
(3)分析b、C兩次實(shí)驗(yàn),找出相同量和不同量,根據(jù)稱重法測浮力:F浮=G-F知所受浮力
的不相同,據(jù)此分析;
(4)分析c、e兩次實(shí)驗(yàn),找出相同量和不同量,根據(jù)稱重法測浮力:F浮=G-F知所受浮力
的不相同,據(jù)此分析;
(5)求出物體在液體中的浮力的大小,由于物體全部浸沒在兩種液體中,排開的液體的體積
是相同的,根據(jù)阿基米德原理列出關(guān)系式,求出液體的密度;
(6)根據(jù)圖中數(shù)據(jù)應(yīng)用稱重法算出物體受到的浮力,根據(jù)阿基米德原理得出圓柱體排開水的
體積,進(jìn)而得出圓柱體的體積,由密度公式算出圓柱體的密度,由圖像得出圓柱體的高度。
【解答】解:(1)通過a、C兩次實(shí)驗(yàn)知,物體在水中受到的浮力為:
F滓C=G-Fc=2N-I.5N=0.5N;
(2)探究物體所受浮力大小與浸沒深度是否有關(guān),需控制物體排開液體的體積和液體的密度
不變:分析c、d兩次實(shí)驗(yàn),當(dāng)物體都塊浸沒在水中后,物體浸沒的深度不同,故可探究物體
所受浮力大小與浸沒深度是否有關(guān);
(3)由圖b、C所示實(shí)驗(yàn)可知,液體密度相同,物體排開液體的體積不同,該實(shí)驗(yàn)可以探究浮
力大小與排開液體體積的關(guān)系;
(4)由圖c、e所示實(shí)驗(yàn)可知,物體排開液體的體積相同而液體密度不同,該實(shí)驗(yàn)可以探究浮
力大小與液體密度的關(guān)系;
(5)實(shí)驗(yàn)步驟C中,物體受到的浮力為:F浮c=O.5N;
實(shí)驗(yàn)步驟e中,物體受到的浮力為:F浮e=G-Fe=2N-1.6N=0.4N;
因物體均浸沒,所以V排水=V怵液,
根據(jù)阿基米德原理可知:-?-=-?-;
P水gP液g
所以該液體的密度為:
3333
Pjg=?1XP水=×1.0×lOkg∕m=0.8X10kg∕m;
F浮Cθ?5N
(6)由稱重法知物體受到的浮力為:
F浮=G-Ff=2.0N-1.6N=0.4N,
根據(jù)阿基米德原理F浮=P淞gV"知圓柱體的體積為:
V=V排=F浮.=------------------------------=5×10^5m3,
P液g0.8×103kg∕m3×IONZkg
圓柱體的密度為:
P=—=—^-=-----------2?°”--------------=4×103kg∕m3;
V≡v10N∕kg×5×10-5m3
由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)還知道,當(dāng)深度為4cm時,彈簧測力計(jì)的示數(shù)不再減小,說明圓柱體的高度
為4cmo
故答案為:(1)O.5N;(2)c、d;(3)排開液體體積;(4)液體密度;(5)O.8×IO3;(6)4×
IO3;4?
例2.小紅設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)來探究“浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系”。
(1)實(shí)驗(yàn)的最佳順序是。
A.甲、乙、丙、丁
B.丁、甲、乙、丙
C.乙、甲、丁、丙
(2)圖乙中物體受到的浮力是N,物體排開水的重力是No通過實(shí)驗(yàn)可得到
的結(jié)論是:浸在液體中的物體,受到的浮力大小等于它。
(3)以下情況會影響結(jié)論的是o
A.圖甲中水面未到達(dá)溢水杯的溢水口
B.圖乙中物體未全部浸沒在水中
(4)將圖乙中的水換成酒精(PiS精=O?8Xlθ3kg∕m3),物體受到的浮力。(填“變大”
,,變小”或“不變”)
(5)小紅利用上述實(shí)驗(yàn)中的器材和木塊,探究“漂浮在液面上的物體所受浮力的大小是否遵
循阿基米德原理”,實(shí)驗(yàn)過程中步驟不需要彈簧測力計(jì)。(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)
【分析】(1)分別讀出空桶的重力、物體的重力、物體浸沒水中時彈簧測力計(jì)的示數(shù)、桶和溢
出水的重力,桶和溢出水的重力與空桶的重力之差即為排開水的重力;
(2)物體所受的浮力等于物體的重力減去浸入液體時彈簧測力計(jì)的示數(shù);物體排開液體的重
力等于桶和排開水所受的重力減去空桶的重力,然后比較浮力和排開水所受的浮力得出結(jié)論;
(3)溢水杯的水沒裝滿,會使溢出的水的重力偏??;
(4)根據(jù)阿基米德原理F浮=PiβgV排分析解答;
(5)物體漂浮在水面上時受到的浮力等于物體的重力,此時不需要用彈簧測力計(jì)提著木塊,
據(jù)此分析圖示答題。
【解答】解:(1)最合理的實(shí)驗(yàn)順序是:
丁、測出空桶的重力;甲、測出物體所受到的重力;乙、把物體浸在裝滿水的溢杯中,測出測
力計(jì)的示數(shù);丙、測出桶和排開的水受到的重力;
故正確順序?yàn)椋憾 ⒓?、乙、丙,故B正確;
(2)空氣中物體的重力為G=2N;水中彈簧測力計(jì)的示數(shù)為F'=IN,
物體在水中受到的浮力為:F浮=G-F'=2N-IN=IN:
由圖丁可知,空桶的重力G桶=0.5N,
由圖丙可知,水和桶的重力G總=1.5N,
所以溢出水的重力為:G
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