实验14 探究浮力大小影响因素实验(解析版)

实验十四、探究影响浮力大小的因素实验
【实验目的】
探究浮力的大小与哪些因素有关
【实验器材】
            透明玻璃筒、鸡蛋、食盐、弹簧测力计、金属圆柱体、细线、烧杯、小石块
【实验原理】
称重法测浮力: F=G-F
【实验步骤】
把鸡蛋放入盛水的透明玻璃筒中,鸡蛋沉入筒底,然后向水中撒盐并搅动,观察鸡蛋的浮沉情况。
用弹簧测力计提着金属圆柱体慢慢浸入水中,观察弹簧测力计的示数变化情况,
用弹簧测力计提着小石块浸没在水中,改变其深度观察弹簧测力计的示数变化情况,
【实验结论】
物体液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关,还与物体排开液体的体积有关,而与浸没在液体中的深度无关。
【考点方向】
1、探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验中,用到了“称重法”测浮力:,弹簧测力计的示数越小,说明物体受到的浮力越大
2、探究浮力的大小跟哪些因素有关,实验中利用“控制变量法”,把多因素问题变成多个单因素问题。
3、注意完全浸没和不完全浸没对实验的影响。
4、实验原理:称重法
5、弹簧测力计自身重力和细线以及盐水的浓度会对实验产生一定的误差。
6、换用不同的物体和液体重复实验目的是:避免实验偶然性,得出影响浮力大小影响的普遍性规律
7、用手拉弹簧测力计的不知之处是:读取数据时易受晃动而影响测量结果
8、通过实验可以得出影响浮力大小的根本因素是:排开液体的重力
9、浮力与物体排开液体的体积有关,其他因素一定时,排开液体体积越大,浮力越大
10、浮力与液体的密度有关,其他因素一定时,液体的密度越大,浮力越大
11、浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关
【创新母题】: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测力计上,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面增大;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=   
(3)为了深入研究,他们测出量筒中水的体积V,水的密度用ρ表示,其重力G= 
 ,通过比较数据发现F=G,换用不同的物体和液体重复上述实验,都能得出F=G,说明决定浮力大小的根本因素是     
(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       
(5)小明做实验时,用手握弹簧测力计有些晃动,导致数据偏差较大,请写出一种改进措施:                             
(6)小华进行第二次实验时发现金属排开水力明显小于所受到力,                             
【答案】
(1)变大;D;(2)小明;G﹣F;(3)ρVg;G;(4)一直不变。
涂布纸(5)将弹簧测力计固定在铁架台上,通过改变铁夹的高度来改变浸入水中的多少;
(6)溢水杯没有装满。
【解析】
(1)金属块浸没前的过程中,测力计示数逐渐变小,根据F=G﹣F可知,说明浮力大小逐渐变大;
金属块浸没前的过程中,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,根据以上实验两人的观点都合理,故说法正确的是D;
(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,据此可得出浮力与物体完全浸没在液体中的深度无关,故小明的观点不具有普遍性;
这个过程中金属块受到的浮力根据F=G﹣F可知,F=G﹣F;
(3)量筒中水的体积V,水的密度用ρ表示,其重力G=mg=ρVg,通过比较数据发现F=G,换用不同的物体和液体重复上述实验,都能得出F=G,说明决定浮力大小的根本因素是G高频电子水处理器排
(4)对台秤受力分析可知:受溢水杯和水竖直向下的重力,金属块向下的压力F=F
由平衡条件得:台秤对容器的支持力FN=G+F;从金属块开始浸入直至浸没一定深度的过程中G、F不变,故台秤的示数变化情况是一直不变。
(5)实验中,由于握着测力计的手臂晃动,导致测力计示数不稳定,读数困难,可以将弹簧测力计固定在铁架台上,通过改变铁夹的高度来改变浸入水中的多少。
(6)在实验中,排除测量误差因素的影响,兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力,可能造成这种结果的原因:溢水杯没有装满水,造成溢出水的体积小于排开水的体积。
练习1:(2019·德州)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
拉纸笔B
C
D
E
F
弹簧测力计示数/N
2.2
2.0
1.7
1.7金菠萝
1.9
(1)分析比较实验步骤A_  __,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_    __kg/m倍速链组装线3.(水的密度ρ=1.0×103kg/m3,g10N/kg)。
【答案】
(l)D、E;排开液体的体积;液体的密度;(2)小于;(3)1;2.7×l03
【解析】
(1)研究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度关系,要控制排开液体的体积和密度相同,只改变浸没在液体中的深度,故由ADE图可知,物体排开液体的体积相同时,液体的密度相同,浸没的深度不同,浮力相同,所以物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。
研究物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积关系,要控制排开液体的密度相同,由分析比较A、B、C、D可知,液体的密度相同时,物体排开液体的体积不同,浮力不同,所以物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。
由分析比较A、E、F可知:图知,排开液体的体积相同,而排开液体的密度不同,浮力大小不同,故可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
(2)根据称重法可知:物块在水中受到的浮力为:F=G-F=2.7N-1.7N=1N;物块在另一液体中受到的浮力为:F′=2.7N-1.9N=0.8N;
根据阿基米德原理FgV知物体排开液体的体积相同时,密度越大,受到的浮力越大,故F中液体密度小于水的密度。
(3)物块在水中受到的浮力为:F=G-F=2.7N-1.7N=1N;
V=F浮/gρ=1N/(10N/kg×1×103kg/m)=10-4m3
金属块的体积:V=V;金属块的质量:m=G/g=2.7N/10N/kg=0.27kg;
金属块的密度:ρ=m/v=0.27kg/10-3m3=2.7×l03kg/m3
练习2:(2019·绥化)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/m3.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___                    abs-220。

本文发布于:2024-09-21 01:46:49,感谢您对本站的认可!

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