初中物理浮力大小的计算实验题

如图是探究“影响浮力大小的因素”的实验过程及数据。

（1）如图甲，物体重　 $N$；

（2）如图乙，把物体浸没在水中时，弹簧测力计的示数为 $3.2N$，物体受浮力的大小为　　 $N$；

（3）分析甲、乙、丙三图所示实验数据可得：物体受浮力的大小与　　有关；

（4）若要探究物体所受浮力大小与物体的密度是否有关，应选择图中　　（填字母）两个物体，并将它们浸没在同种液体中，测出其所受浮力的大小来进行比较。

弹簧测力计下悬挂一个 $0.32\mathit{kg}$的重物，把重物完全浸没在水中时，弹簧测力计的示数如图所示， $(g$取 $10N/\mathit{kg})$。

（1）弹簧测力计的示数为　       　 $N$。

（2）重物完全浸没在水中时受到的浮力为　       　 $N$。

（3）重物的密度为　       　 $\mathit{kg}/m^3$。

某同学按照如图所示的操作，探究影响浮力大小的因素。

（1）物体受到的重力为　　 $N$。

（2）物体全部浸没在水中时，受到的浮力是　　 $N$。

（3）由　　两图可得出结论：物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。

（4）由　　两图可得出结论：物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。

（5）由 $D$、 $E$两图可得出结论：物体受到的浮力大小与液体的　　有关。

物理兴趣小组在探究浮力的大小与哪些因素有关时（如图甲），他们先用弹簧测力计称出长方体铁块的重力，再把铁块置于水面上方某一位置，将铁块缓慢下移，并逐渐浸入水中至不同深度处，他们根据记录的实验数据绘制出弹簧测力计示数 $F$与铁块下降高度 $h$关系的图象（如图乙）。

（1）铁块浸没水中之前，弹簧测力计的示数变化说明了浮力的大小与　　有关；

（2）铁块浸没在水中受到水的浮力为　　 $N$；此时他们保持铁块浸没在水中不动，向水里加入适量的食盐并搅拌，发现弹簧测力计的示数　　（选填“变大”或“变小” $)$，说明浮力的大小与液体密度有关。

归纳与演绎是科学学习中非常重要的科学方法，下表是兴趣小组归纳“根据 $\rho =\frac{m}{V}$，运用浮力知识间接测量固体密度”的方法，请回答：

方法	实验器材	操作过程	思维过程	数据处理	适用范围
一	弹簧测力计 烧杯 水		$\because m=\frac{G}{g}{V}_{物}=V_{浮}=\frac{F_{浮}}{{\rho }_{水}g}$ $\therefore {\rho }_{物}=\frac{m_{物}}{V_{物}}=\frac{G}{F_{浮}}{\rho }_{水}=\frac{F_1}{F_1-F_2}{\rho }_{水}$	（1） ${\rho }_{物}=$　 $3\times {10}^3$　 千克 $/$米 ${}^3$	${\rho }_{物}>{\rho }_{液}$
二	量筒 细铁丝 水		$\dots \dots$ （2） ${\rho }_{物}=$　　 （用 $V_1$、 $V_2$、 $V_3$、 ${\rho }_{水}$表示）	$\dots \dots$	${\rho }_{物}<{\rho }_{液}$

小明学习了浮力知识后，利用家中的物品做了几个小实验。

（1）小明把小萝卜放入水中，小萝卜漂浮在水面上，此时它受到的浮力为 $F_{浮}$，重力是 $G_{萝}$，那么 $F_{浮}$　       　 $G_{萝}$（选填“ $>$”、“ $<$”或“ $=$” $)$。

（2）小明把小萝卜从水里捞出擦干，再放入足够多的白酒中，小萝卜沉底了，此时排开白酒的体积 $V$排与小萝卜的体积 $V_{萝}$的关系是 $V_{排}$　     　 $V_{萝}$（选填“ $>$”、“ $<$”或“ $=$”）。

（3）小明还想测量小萝卜的密度，于是找来一个圆柱形茶杯、刻度尺和记号笔。具体做法如下：

①如图甲所示，在茶杯中倒入适量的水，在水面处用记号笔做好标记，用刻度尺测量出水面到茶杯底的竖直距离为 $h_0$；

②如图乙所示，将小萝卜轻轻地放入水中静止后，用刻度尺测量出此时的水面到茶杯底的竖直距离为 $h_1$；

③将茶杯中的水全部倒出，取出小萝卜擦干，再向杯中慢慢地倒入白酒直至　     　为止；

④如图丙所示，将小萝卜轻轻地放入白酒中静止后，用刻度尺测量出此时的白酒液面到茶杯底的竖直距离为 $h_2$。

（4）水的密度用 ${\rho }_{水}$来表示，请你用 ${\rho }_{水}$、 $h_0$、 $h_1$、 $h_2$写出小萝卜的密度表达式 ${\rho }_{萝}=$　         　。

小晴在沙滩上捡到一小块鹅卵石，想用学过的浮力知识测量它的密度，于是把它拿到了实验室。

（1）她设计了用弹簧测力计、烧杯、水、细线测量的方案如下：

a．用细线将鹅卵石系在弹簧测力计下，测出鹅卵石的重力，记为G。

b．在烧杯内装入适量水，并用弹簧测力计提着鹅卵石，使它浸没在水中，记下弹簧测力计的示数F。

c．鹅卵石密度的表达式为ρ_石＝           　（用G、F和ρ_水表示）。

（2）在用弹簧测力计测量鹅卵石的重力时，出现了如图甲所示的现象，使得她放弃了这个方案，她放弃的理由是　                                                　。

（3）她在老师指导下重新设计了用天平、烧杯、水、细线测量鹅卵石密度的方案，并进行了测量。

a．将天平放在水平台上，把游码放到标尺　             　处，当指针静止时如图乙所示，此时应将平衡螺母向　      　（选填“左”或右”）调节，直到横梁平衡。

b．用天平测量鹅卵石的质量，天平平衡时，砝码质量和游码位置如图丙所示，则鹅卵石的质量为　      　g。

c．在烧杯内装入适量的水，用天平测量烧杯和水的总质量为60g。

d．如图丁所示，使烧杯仍在天平左盘，用细线系着鹅卵石，并使其悬在烧杯里的水中，当天平平衡时，天平的示数为68.8g。则鹅卵石的体积为　      　cm³，鹅卵石的密度为　       　g/cm³．（结果保留一位小数，ρ_水＝10×10³kg/m³）

如图所示是"探究浮力的大小跟哪些因素有关"的实验装置和实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。

（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是 　    　N。

（2）分析图丙、丁可知，浮力大小跟物体浸没在水中的深度 　    　（选填"有关"或"无关"）。

（3）分析 　    　两图可知，浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。戊图中盐水的密度是 　      　kg/m ³．如果在实验中不小心使戊图中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用，此时测量出的盐水密度值将如何变化，并分析原因 　                                                                     　。

（4）实验中由于握着测力计的手臂易晃动，导致测力计示数不稳定，读数困难。请你写出一种改进措施 　                                                         　。

弹簧测力计是我们在许多力学实验中常用的测量工具，让我们利用它来探究力学中蕴含的奥秘吧!

（1）小聪用弹簧测力计探究"浮力大小与哪些因素有关"，实验过程如图一所示。

①在图一甲中测量物体重力前应先明确弹簧测力计的量程和 　    　，观察指针是否指在零刻度线的位置。

②分析图一中实验数据可知，物体浸没在水中时受到的浮力为 　     　N。

③比较图一中甲、乙、丙三次的实验数据，可知浮力的大小与 　        　有关。

④小聪通过数据还计算出了物体A的体积为 　     　m ³，A的密度为 　     　kg/m ³。

（2）小明用弹簧测力计探究"影响滑动摩擦力大小的因素"，实验装置如图二所示

①实验中为了测量滑动摩擦力的大小，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，应使其做        　运动。

②比较A、B两图中弹簧测力计的示数，可得出结论是： 　                    　滑动摩擦力越大。利用此结论，如果要在拔河比赛中获胜应选用图三中 　    　类型的鞋（填字母）。

③小明利用图C继续进行探究时，突然拉动下面木块，观察到上面的小木块向后倾倒，则上面小木块受到摩擦力的方向是向 　 　（选填"前"或"后"）的。

为探究浮力大小与哪些因素有关，小高设计了如图所示实验，请依据实验回答：

①比较b，c两图可知，物体浸在水中的体积越大，受到的浮力 　    　。

②比较图 　    　和图d可知，物体所受浮力的大小与液体的密度有关。

③由下图的实验数据可知，盐水的密度为 　         　kg/m ³。

在物理实验操作考核中，水平桌面上放置底面积为100cm ²的圆柱形容器（不计容器壁厚度），内有12cm的水（如图甲），某考生用弹簧测力计悬挂一金属圆柱体，从液面开始缓慢浸入水中，拉力F与圆柱体下表面到水面距离h的变化关系如图乙所示，当圆柱体下表面距液面为10cm时，系圆柱体的细线恰好松开，圆柱体沉入容器底部（水未溢出）。如图丙所示（g取10N/kg）

求：

（1）圆柱体浸没在水中时所受到的浮力；

（2）圆柱体的体积；

（3）圆柱体沉入底部时，水对容器底部的压强。

在语文课本上学习了"死海不死"的文章后，小敏想"探究浮力的大小与哪些因素有关"，她提出了如下猜想：

猜想一：可能与液体的密度有关

猜想二：可能与物体排开液体的体积有关

猜想三：可能与物体浸没在液体中的深度有关

为了验证上述猜想，她按照图中字母顺序做了如下实验：

（1）分析比较实验步骤A、C、D，可以验证猜想 　  　；分析比较实验步骤A、B、C，可以验证猜想 　  　是正确的，并由此联想到，轮船的满载排水量越 　  　（选填"大"或"小"），它的承载能力就越强。

（2）分析图中题中提供的信息，可知图E中物体所受的浮力大小为 　    　N，计算可知盐水的密度是 　    　kg/m ³

（3）实验中采用了 　  　的研究方法，下列问题的研究中，也用到这种方法的是 　  　。

A．	将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动
B．	在研究磁场时，引入"磁感线"的概念
C．	探究电流与电压、电阻的关系
D．	用合力代替同一物体上所受到的几个力。

为了测量某种液体的密度，“艾学习”同学设计了如下实验步骤：

A．用测力计测出小金属块在空气中的重力为G

B．将适量的待测液体倒入量筒中，读数为V₁

C．将测力计下面所挂小金属块完全浸没在量筒里的液体中，静止时测力计读数为F₁

D．记下金属块浸没在液体中时，量筒内液面处读数为V₂。

E．快速提起液体中的小金属块，读出此时测力计示数为F₂和量筒液面处读数为V₃。

问题：（1）为减少误差，合理的实验顺序编号为　　；

（2）用实验步骤中的测量值符号（和g）表示该液体的密度ρ＝　　。

小明同学捡到一块金属块，他想通过测量金属块的密度判断这个金属块的材料是什么，小明可用的实验仪器有托盘天平和弹簧测力计。

①小明将天平放在水平实验台上后，接下来将游码的左侧跟标尺的　　对齐，再调节平衡螺母，使天平平衡。

②用调节好的天平测量金属块质量，正确操作后天平再次达到平衡，如图甲所示，此时读出该金属块的质量为　　，重力为　　

③在实验过程中，小明将金属块儿挂于弹簧测力计上，然后放在水中直至完全浸没，此时弹簧测力计读数如图乙所示为　　。

④小明通过查阅密度表得知如下几种金属的密度（见下表），通过科学的计算，可以求出金属的密度，则该金属块的材料是　　。

金属	铅	铜	钢铁	铝
密度

在“探究浮力大小跟哪些因素有关”的实验中，某同学提出了如下的猜想：①浮力的大小可能跟物体浸入液体的深度有关；②浮力的大小可能跟物体排开液体的体积有关；③浮力的大小可能跟液体的密度有关。并做了下图所示的实验，请根据要求完成问题

（1）图C中物体所受的浮力为　　N；

（2）由图D和图　　可验证猜想③；

（3）该同学由图B和图C能否得出“浮力的大小可能跟物体浸入液体的深度有关”的结论？

答：　　（填“能”或“不能”）理由是　　

（4）本实验中盐水的密度　 　kg/m³