题文

国本中学探究活动小组的同学在探究影响浮力大小的因素过程中，同学们经过讨论作出如下猜想： 猜想A：浮力大小可能与物体的密度有关； 猜想B：浮力大小可能与物体的重力有关； 猜想C：浮力大小可能与物体排开液体的体积有关； 猜想D：浮力大小可能与液体的密度有关． 大家分别对各项进行探究． （1）小华认为先探究猜想C最方便，为此他选取了一个重为7.8N的铁块放入水中，进行了如图所示的七步操作，并记录了相关数据，如下表所示． 实验步骤 ① ② ③ ④ ⑤ ⑥ ⑦ 物体排开液体的体积V排/cm3 0 20 40 60 80 100 100 弹簧测力计的示数F/N 7.8 7.6 7.4 7.2 7 6.8 6.8 分析表中的数据，可以得到的结论是______． （2）图2正确反映弹簧测力计的示数F与物体排开液体的体积V排关系的图象是______ （3）生活中有很多现象都可以成为猜想D成立的事实依据，请举出两例： ①______；②______． （4）小华为探究猜想A进行了如下实验：将重为7.8N的铜块挂在弹簧测力计下，浸没于水中，记录弹簧测力计的示数F8，并与小华的步骤⑥进行比较，但小群对他的此项实验操作提出了质疑，理由是______．

题型：问答题  难度：中档

答案

（1）由表格数据知，物体排开水的体积越大，弹簧测力计示数越小，说明物体受到的浮力越大，所以得到的结论是：在液体密度一定时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大． （2）液体密度一定时，物体排开液体的体积越大，浮力越大，弹簧测力计示数越小；当物体完全浸没在水中时，物体排开水的体积不变，浮力不变，弹簧测力计示数不变． A、物体排开液体的体积不断增大，浮力增大，弹簧测力计示数减小，当物体完全浸没在液体中，物体排开液体的体积不变，浮力不变，弹簧测力计示数不变．故A符合题意． B、物体排开液体的体积增大时，浮力增大，弹簧测力计示数减小，图象只是反映了弹簧测力计示数和物体排开液体体积的一部分，没有反映当物体完全浸没在液体中的情况，所以B不符合题意． C、物体排开液体的体积增大时，弹簧测力计示数反而增大，不符合题意． D、开始时弹簧测力计示数是0，不符合题意． 故选A． （3）生活中很多事例可以说明物体受到的浮力跟液体的密度有关，例如人在死海中是漂浮的；蜡漂浮在水中，但是在酒精是下沉的；铜块在水中是下沉的，却漂浮在水银面上．选择其中的两个即可． （4）探究浮力和物体排开液体体积关系时，一定要控制其它量不变，一定要改变物体排开液体的体积，观察浮力和物体排开液体体积的关系，此操作没有做好控制变量法． 故答案为： （1）在液体密度一定时，物体排开液体的体积越大，物体受到的浮力越大； （2）A； （3）①人在死海中漂着；②蜡在酒精中是下沉的，在水中是漂浮的； （4）两次实验物体排开液体的体积是相同的，没有改变物体排开液体的体积．

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浮力及阿基米德原理

考点名称：浮力及阿基米德原理

• 浮力：
  （1）定义：浸在液体中的物体受到向上托的力叫做浮力。
  （2）施力物体与受力物体：浮力的施力物体是液体 (或气体)，受力物体是浸入液体(或气体)中的物体。
  （3）方向：浮力的方向总是竖直向上的。
  阿基米德原理：
  （1）原理内容：浸在液体里的物体受到液体竖直向上的浮力，浮力的大小等于它排开的液体受到的重力。
  （2）公式：，式中ρ_液表示液体的密度，V_排是被物体排开的液体的体积，g取9．8N／kg。

• 浮力大小跟哪些因素：
  有关浸在液体中的物体受到浮力的大小，跟物体浸入液体中的体积有关，跟液体的密度有关，跟物体浸入液体中的深度无关。跟物体本身密度大小无关。

• 阿基米德原理的五点透析：
  (1)原理中所说的“浸在液体里的物体”包含两种状态：一是物体的全部体积都浸入液体里，即物体浸没在液体里；二是物体的一部分体积浸入液体里，另一部分露在液面以上。
  
  (2)G_排指被物体排开的液体所受的重力，F_浮= G_排表示物体受到的浮力的大小等于被物体排开的液体的重力。
  
  (3)V_排是表示被物体排开的液体的体积，当物体全部浸没在液体里时，V_排=V_物；当物体只有一部分浸入液体里时，则V_排<V_物。
  
  (4)由可以看出，浮力的大小只跟液体的密度和物体排开液体的体积这两个因素有关，而跟物体本身的体积、密度、形状、在液体中的深度、液体的多少等因素无关。
  
  (5)阿基米德原理也适用于气体，但公式中ρ_液应该为ρ_气。
  
  控制变量法探究影响浮力大小的因素:
       探究浮力的大小跟哪些因素有关时，用“控制变量法”的思想去分析和设计，具体采用“称量法”来进行探究，既能从弹簧测力计示数的变化中体验浮力，同时，还能准确地测出浮力的大小。
  例1小明在生活中发现木块总浮在水面，铁块却沉入水底，因此他提出两个问题：
  问题1：浸入水中的铁块是否受到浮力?
  问题2：浮力大小与哪些因素有关?
  为此他做了进一步的猜想，设计并完成了如图所示实验，
  (1)(b)、(c)图中弹簧测力计示数均小于(a)图中弹簧测力计示数，说明浸入水中的铁块__(选填 “受到”或“不受到”)浮力；
  (2)做___(选填字母)两次实验，是为了探究铁块浸没在水中时所受浮力大小与深度是否有关；
  (3)做(d)、(e)两次实验，是为了探究浮力大小与 __的关系。
  
  解析(1)物体在水中时受到水向上托的力，因此示数会变小。
  (2)研究浮力与深度的关系时，应保持V_排和ρ_液不变，改变深度。
  (3)在V_排不变时，改变ρ_液，发现浮力大小改变，说明浮力大小与ρ_液有关。
  答案(1)受到(2)(c)、(d)(3)液体密度
  
  公式法求浮力:
       公式法也称原理法，根据阿基米德原理，浸入液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力(表达式为：F_浮=G_排=ρ_液gV_排)。此方法适用于所有浮力的计算。
  例1一个重6N的实心物体，用手拿着使它刚好浸没在水中，此时物体排开的水重是10N，则该物体受到的浮力大小为____N。
  解析由阿基米德原理可知，F_浮=G_排=10N。
  答案10
  
  实验法探究阿基米德原理:
       探究阿基米德原理的实验，就是探究“浮力大小等于什么”的实验，结论是浮力的大小等于物体排开液体所受的重力。实验时，用重力差法求出物体所受浮力大小，用弹簧测力计测出排开液体重力的大小，最后把浮力与排开液体的重力相比较。实验过程中注意溢水杯中的液体达到溢口，以保证物体排开的液体全部流入小桶。