初中物理探究影响浮力大小因素的实验实验题

为了探究浮力的大小与哪些因素有关，小美同学提出了一些猜想与假设，并进行了一些相关实验。

（1）下列A、B、C、D是小美提出的四个猜想，题中已经写出两个，请写出另外两个。
猜想A：浮力可能与物体浸在液体中的体积有关；
猜想B：浮力可能与物体浸没在液体中的深度有关；
猜想C：浮力可能与液体的__________________有关；
猜想D：浮力可能与物体的__________________有关。
（2）物体在液体中所受浮力可用弹簧测力计测出。小美运用这一知识设计了如图所示的三个实验。回答下列问题：
实验一是想验证浮力的大小与_____________________________的关系；
实验二是想验证浮力的大小与___________________________________的关系；
实验三是想验证浮力的大小与___________________________________的关系；
（3）通过对上述三个实验的分析、归纳，你能得出的实验结论是：
物体在液体中所受浮力的大小跟_________和__________有关，跟物体________无关。

为了验证"浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关"，小明选用如图所示的圆柱体 $A({\rho }_A>{\rho }_{水})$ 、弹簧测力计和装有适量水的烧杯进行实验。

（1）以下是他的部分实验步骤，请你帮他补充完整：

①将圆柱体 $A$ 悬挂在弹簧测力计下，静止时记录弹簧测力计的示数为 $F_1$ 。

②将圆柱体 $A$ 下部的一格浸入水中，圆柱体不接触容器，静止时记录弹簧测力计的示数为 $F_2$ 。

③ 　   　，静止时记录弹簧测力计的示数为 $F_3$ 。

（2）由 $F_1-F_2$ 　　 $F_1-F_3$ （选填" $=$ "或" $\ne$ " $)$ ，可以验证"浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关"。

某同学用图所示的实验装置探究“浮力的大小与物体排开液体的体积的关系”，实验中物体排开液体的体积可由物体上的刻度线显示出来。小刚通过实验得到了表一中的实验数据。
表一

实验 次数	酒精的密度 ρ/（kg/m^3）	物体排开液体 的体积V/m^3	物体的重力 G/N	测力计的示数 F/N	浮力 F浮/N
1	0. 8×10^3	40	2	1.7	0.3
2		50	2	1.6	0.4
3		60	2	1.5	0.5

（1）分析表一中的实验数据，小刚得出的实验结论是：______________________。
（2）小刚在和小强进行交流时发现，小强虽然和自己得出了相同的实验结沦，但实验中使用的液体和记录的实验数据并不完全一样。表二为小强记录的实验数据。
表二

实验 次数	水的密度 ρ/（kg/m^3）	物体排开液体 的体积V/m^3	物体的重力 G/N	测力计的示数 F/N	浮力 F浮/N
1	1 ×10^3	40	2	1.6	0.4
2		50	2	1.5	0.5
3		60	2	1.4	0.6

他们在对两人的实验数据进行综合分析后，发现：浮力的大小除了与排开液体的体积有关外，还与___有关。
(3)在对比两人数据时他们还发现，即使在不同液体中，物体也能受到一样大的浮力。而且浮力大小相等时，酒精的密度小，排开酒精的体积就大；水的密度大，排开水的体积就小。受此启发，小强提出了关于浮力大小的一个新的猜想：浮力的大小可能跟____________________________相等。
(4)于是，两人又用下图所示装置进行了多次实验，发现每次实验中弹簧测力计的四个读数F ₁、F₂、F₃、F₄之间都满足关系式__________________，由此验证了小强新的猜想是正确的。实验后发现他们得到的实验结论和阿基米德原理是一致的。

(5)阿基米德原理作为浮力的普遍规律，表一、表二中的实验数据都应符合这一实验结论。小刚却发现表一中1、3两次数据与这一实验结论并不相符。他与小强仔细分析后认为，这是由于实验中测量存在误差引起的。请写出一个引起测量误差的具体原因：_____________________________________________。

在“探究浮力大小与排开液体体积的关系”实验中，如图甲所示，用弹簧测力计测出物块所受的重力，然后将物块逐渐浸入水中。

（1）在图乙位置时，物块受到的浮力是　　 $N$。

（2）将物块逐渐浸入水中时，发现弹簧测力计的示数逐渐变小，说明物体所受浮力大小随其排开液体的体积增大而　　。

（3）继续将物块逐渐浸入水中，发现弹簧测力计的示数逐渐变小后保持不变，最后突然变为0，示数为0时物块处于　　（选填字母）。

$A$．漂浮状态         $B$．悬浮状态         $C$．沉底状态。

海军迷小东想知道辽宁舰受到的浮力大小与哪些因素有关，他利用如图所示的装置进行探究，把同一金属块浸入甲乙两种液体中，记录数据如下：

液体	次数	体积	A示数/N	B示数/N	浮力/N
甲	1	0	5.0	2.0	0
2	一半	4.1	2.9
3	全部	3.2	3.8	1.8
乙	4	0	5.0	2.0	0
5	一半	4.3	2.7	0.7
6	全部	3.6	3.4	1.4

 
（1）表格中空缺的数据应为  N．
（2）分析比较实验次数  ，可知：当排开液体的体积（浸入的体积）相同时，物体受到的浮力与
  有关．
（3）分析比较金属块受到的浮力与它排开液体受到的重力，可知：  ．
（4）分析表格中的数据，可知ρ_甲  ρ_乙．（选填“＜”、“=”或“＞”）

小红用弹簧测力计、铁圆柱体、两个相同的大烧杯做"探究影响浮力大小的因素"的实验，其实验步骤和弹簧测力计示数如图所示。

（1）由图可知：铁圆柱体浸没在水中所受浮力为 　　 $N$ 。

（2）由甲、乙、丁图可探究的问题是 　　。

（3）由甲、丁、戊图可以得出的结论是 　　。

（4）在上述实验的基础上，请你添加合适的物体设计实验，探究浮力大小与物体质量是否有关。请写出你的实验思路： 　　。

为探究影响浮力大小的因素，小明用量程是0﹣5N的弹簧测力计做了如图所示的实验．

（1）当物体逐渐浸入水中，水对物体底面的压强将逐渐  ；
（2）物体浸没在水中所受的浮力大小为  N；
（3）比较图B和图C可知，物体排开水的体积越大，受到的浮力越  ；
（4）比较图  和图D可知，物体所受浮力的大小与液体密度有关．

在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中（如图所示），小明先用弹簧测力计测出金属块的重力，然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度，步骤如图 $B$、 $C$、 $D$、 $E$、 $F$所示（液体均未溢出），并将其示数记录在表中：

实验步骤	$B$	$C$	$D$	$E$	$F$
弹簧测力计示数 $/N$	2.2	2.0	1.7	1.7	1.9

（1）分析比较实验步骤 $A$和　        　，可得出：浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；分析比较 $A$、 $B$、 $C$、 $D$可知：浮力大小与物体　         　有关；分析实验步骤 $A$、 $E$、 $F$可知：浮力的大小还与　         　有关。

（2）分析实验数据可知， $F$中液体密度　         　（选填“大于”、“小于”或“等于”）水的密度。

（3）金属块浸没在水中时受到的浮力大小是　      　 $N$，金属块密度为　     　 $\mathit{kg}/m^3$．（水的密度 ${\rho }_{水}=1.0\times {10}^3\mathit{kg}/m^3$， $g$取 $10N/\mathit{kg})$

为探究物体在水中受到的浮力大小与浸入水中的体积和深度的关系，小明和小华把装满水的溢水杯放到台秤上，溢水杯口下方放置一空量筒。用细线系住金属块并挂在弹簧測力计上，测力计示数为G．然后将金属块缓慢浸入水中，且始终不与杯接触，如图。

（1）金属块浸没前的过程中，测力计示数逐渐变小，说明浮力大小逐渐 　　。据此，小明认为金属块受到的浮力随浸入水中的深度增大而增大；而小华则认为浮力随浸入水中的体积增大而增大，根据以上实验你认为下列说法正确的是 　　。

A．只有小明的观点合理         B．只有小华的观点合理

C．两人的观点都不合理         D．两人的观点都合理

（2）接下来他们继续实验，增大金属块浸没在水中的深度，发现测力计的示数始终不变且为F，据此可得出 　　的观点不具有普遍性。这个过程中金属块受到的浮力F _浮＝ 　　。

（3）为了深入研究，他们测出量筒中水的体积V _排，水的密度用ρ _水表示，其重力G _排＝ 　　，通过比较数据发现F _浮＝G _排，换用不同的物体和液体重复上述实验，都能得出F _浮＝G _排，说明决定浮力大小的根本因素是G _排。

（4）从金属块开始浸入直至浸没一定深度的过程中台秤的示数变化情况是 　　。

某物理兴趣小组在"探究浮力的大小与哪些因素有关"时，做了如图甲所示实验，图中底面积为50cm ²的圆柱形容器放在水平桌面上，容器内盛有适量的水，底面积为25cm ²的实心圆柱形物体A用轻质细线悬挂在弹簧测力计下端。图乙为物体A缓慢下移过程中，弹簧测力计示数F与物体A下表面浸入深度h的关系图象。（实验过程中容器内水足够深且不会溢出，物体A不会接触到容器底部，ρ _水＝1.0×10 ³kg/m ³，g＝10N/kg）

（1）图甲中弹簧测力计示数F为 　     　N；

（2）物体A位于h＝10cm时，向水里加入适量的食盐并搅拌，稳定后发现弹簧测力计的示数F变小，说明浮力的大小与液体的密度 　     　（选填"有关"或"无关"）；

（3）利用图乙数据，可求出物体A的密度为 　     　kg/m ³；

（4）h从0增到10cm时，水对容器底部的压强增大了 　     　Pa。

小华按图示的步骤进行探究浮力的实验：

①在弹簧测力计下悬挂一个金属球，如图甲所示，弹簧测力计的示数为2.6N；

②将金属球浸没在水中，弹簧测力计的示数如图乙所示；

③将金属球从水中取出并擦干水分，再将它浸没在另一种液体中，弹簧测力计示数如图丙所示。

由实验可知，金属球浸没在水中时受到的浮力大小为 　　N，图丙中液体的密度 　　（选填“大于”、“等于”或“小于”）水的密度。

喜欢书法的小明同学用压纸石块设计了如下测量与探究活动，如图所示：

（1）小明在学校用天平和量筒测量压纸石块的密度：

①将托盘天平置于水平桌面上，游码移至零刻度处，发现指针偏向分度盘的右侧，他应将平衡螺母向

　　（选填“左”或“右” $)$调，直至横梁平衡；

②将石块放在天平的　　（选填“左”或“右” $)$盘，在另一盘中增减砝码并移动游码，直至横梁再次平衡，此时砝码和游码如图 $a$所示，则石块的质量 $m=$　　 $g$；

③他在量筒中装入40 $\mathit{mL}$的水，将石块缓慢浸没在水中，如图 $b$所示，则石块的体积 $V=$　　 $c{m}^3$，由密度公式 $\rho =\frac{m}{V}$可算出它的密度。

（2）小明回家后用操作方便、精确度高的电子秤和同一块压纸石块，探究“影响浮力大小的因素”。

①他将搅匀的糖水装入柱形杯中，置于电子秤上，如图 $c$所示；

②用体积不计的细线系好石块，缓慢浸入糖水至刚好浸没，电子称示数逐渐增大，则糖水对杯底的压力

　　（选填“逐渐增大”、“保持不变”或“逐渐减小” $)$，说明石块所受浮力大小与　　有关。如图 $d$所示位置，石块所受浮力大小为　　 $N$；

③他将石决沉入杯底，松开细线，如图 $e$所示，便开始书写探究报告：

④完成探究报告后，他将石块从糖水中慢慢提起。细心的小明发现石块离开杯底至露出液面前，电子秤示数一直减小，这说明石块在放置一段时间的糖水中所受浮力的大小与浸没深度　　（选填“有关”、“无关” $)$，造成这个结果的主要原因可能是　　。

在探究“浮力的大小与什么因素有关”的实验中，小明同学和他的同伴们进行了如图所示的一系列实验，实验中的铜块与铝块体积相同，实验数据在图中已列出。

（1）图①③④三次实验是为了探究浮力的大小与哪个因素的关系？

（2）分析①②④⑥四次实验得到的结论是什么？

（3）为探究浮力大小跟物体浸没在液体中深度的关系，应选哪几次实验分析比较？

（4）根据有关实验数据，你得到的盐水的密度是多少？

某课外兴趣小组同学利用弹簧测力计和量筒研究“浮力大小与排开液体多少的关系”，设计了如下实验步骤和数据记录表格：

①在量筒中加入水，读出量筒内水面位置的刻度。

②把系有细线的铁块挂在弹簧测力计的挂钩上，测出铁块的重力。

③把挂在弹簧测力计下的铁块浸没在盛有水的量筒里，再次读出弹簧测力计的示数。

④读出量筒内水面位置升高后的刻度

⑤计算铁块排开水的体积。求出铁块排开的水受到的重力。

铁块浸没时弹簧测力计的示数 $/N$	铁块在水中受到的浮力 $/N$	水的体积 $/c{m}^3$	水和铁块的总体积 $/c{m}^3$	排开水的体积 $/c{m}^3$	排开的水受到的重力 $/N$

实验过程中，小组同学发现设计的表格中缺少一项，该项是　　。补充完整后，完成实验。分析数据得出结论：浸在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。

实验后，该组同学进行了反思：

（1）量筒中不能加入太多的水，否则无法直接测出　　，从而不能得出实验结论。

（2）通过以上实验得出结论不可靠，理由是　　。

$A$．没有进行多次重复实验

$B$．没有换用其它液体进行实验

$C$．没有进行物体部分浸入水中时的实验

在探究“浮力的大小与哪些因素有关”时，某同学给出下面两种现象，请根据现象提出合理的猜想：
（1）轮船从江河航行到大海，在海港加载一定质量的货物后与江河中吃水的深度相同，由此猜想：浮力可能与__________有关。
（2）从井中提水，盛满水的桶露出水面越多，提桶的力就越大。由此猜想：浮力可能与________有关。