2023年中考物理復(fù)習(xí)：與浮力有關(guān)的實(shí)驗(yàn)（教師版）

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(cè)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(cè)量物體所受的重力,如圖(a)

(2)把物體浸沒(méi)在水中不同深度處,分別讀出彈簧測(cè)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(cè)力計(jì)的示數(shù),如

圖(b)(c)所示。

(4)把同一物體浸沒(méi)在密度不同的液體中，分別讀出彈簧測(cè)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(méi)的深度的關(guān)系:控制物體浸沒(méi)在同一液體中，改變

物體浸沒(méi)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(méi)在液體中的深度無(wú)關(guān)。

實(shí)驗(yàn)二、探究浮力大小與物體排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系

實(shí)驗(yàn)器材彈簧測(cè)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(cè)量物體排開(kāi)液體受到的重力的方法：

先測(cè)出空桶重Gi,如圖丁,再測(cè)出桶和溢出水的總重Ga如圖丙，則排開(kāi)的液

實(shí)驗(yàn)過(guò)程體所受重力G)*=G2—Gi。

(2)用稱重法測(cè)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(kāi)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(cè)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(guò)a、C兩次實(shí)驗(yàn)，可知物體浸沒(méi)在水中所受浮力大小是

(2)通過(guò)、兩次實(shí)驗(yàn)，可探究物體所受浮力大小與浸沒(méi)深度的關(guān)系；

(3)通過(guò)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(guò)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(guò)程中，記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得到如圖f所示彈簧測(cè)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(guò)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(méi)深度是否有關(guān)，需控制物體排開(kāi)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(cè)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(cè)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(méi)在兩種液體中，排開(kāi)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(kāi)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(guò)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(méi)深度是否有關(guān)，需控制物體排開(kāi)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?jí)K浸沒(méi)在水中后，物體浸沒(méi)的深度不同，故可探究物體

所受浮力大小與浸沒(méi)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(kāi)液體的體積不同，該實(shí)驗(yàn)可以探究浮

力大小與排開(kāi)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(kāi)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(méi)，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(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不再減小，說(shuō)明圓柱體的高度

為4cmo

故答案為：(1)O.5N；(2)c、d；(3)排開(kāi)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(lái)探究“浮力的大小跟排開(kāi)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(kāi)水的重力是No通過(guò)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(huì)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(méi)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(guò)程中步驟不需要彈簧測(cè)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(méi)水中時(shí)彈簧測(cè)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(kāi)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(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)；物體排開(kāi)液體的重

力等于桶和排開(kāi)水所受的重力減去空桶的重力，然后比較浮力和排開(kāi)水所受的浮力得出結(jié)論;

（3）溢水杯的水沒(méi)裝滿，會(huì)使溢出的水的重力偏?。?/p>

（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(shí)受到的浮力等于物體的重力，此時(shí)不需要用彈簧測(cè)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(cè)出空桶的重力；甲、測(cè)出物體所受到的重力；乙、把物體浸在裝滿水的溢杯中，測(cè)出測(cè)

力計(jì)的示數(shù)；丙、測(cè)出桶和排開(kāi)的水受到的重力；

故正確順序?yàn)椋憾?、甲、乙、丙，故B正確；

（2）空氣中物體的重力為G=2N;水中彈簧測(cè)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