中考物理实验专题16 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系考点精讲+练习学生版+解析版.docx

1、中考物理实验专题16 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系考点精讲+练习学生版+解析版实验16 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系 考点精讲1.主要实验器材：弹簧测力计、物体（）、溢水杯、小桶、细线、水、盐水；2.测量浮力的原理：称重法（）；测量重力的方法：差值法。3.实验步骤：探究1：物体所受浮力的测量：先用弹簧测力计测出物体的重力G，再把物体浸没在液体中，读出测力计的示数F，则浮力的大小= 。探究2：物体排开液体所受重力的测量：先用弹簧测力计测出空桶的重力G1，在用弹簧测力计测出小桶和排开液体的总重力G2，则排开液体的重力G液= 。换用不同的液体、不同的物体进行多次实验。注意：溢水杯

2、应装满水，保证物体排开的液体全部流入小桶。实验记录【分析和论证】略【实验结论】浸在液体中物体受到的浮力，大小等于它排开的液体所受到的重力，用公式表示为【交流与讨论】（1）若先将物体放入水中测浮力，再测物体的重力，物体沾水所测重力偏大，则所测浮力偏大；（2）先测桶和排开液体的重力，再测桶的重力：所测桶沾水重力偏大，所测排开液体的重力偏小。（3）石块在浸入前，水面要与溢水口相平，若水面不与溢水口相平，不会影响浮力的大小，但会导致排到小桶内的水小于石块排开的水的体积，最终导致得到物体所受浮力大于排开的液体所受重力的错误结论。（4）实验中换用大小不同的石块，不同的液体，进行多次测量，是为了使实验结论更

3、具有普遍性。（5）测量物体排开的液体所受重力的方法：先测出空桶的重力G1，再测出桶和溢出水的总重力G2，则排开的液体所受的重力为G排=G2-G1。（6）浸没在水中的物体匀速向下运动过程中，物体受到的浮力不变，压强变大。（7）利用计算液体的密度、物体排开液体的体积、物体受到的浮力，判断物体的浮沉等。【例1】下列A、B、C、D四幅图是“探究物体所受浮力的大小与物体排开水所受重力的关系”的实验情景.请根据图示完成下面的填空. A B C D（1）实验中所用圆柱体的重力为 4.2 N.（2）在情景图B中存在的错误是 溢水杯未注满水(或水面未跟溢水杯杯口相平) .（3）纠正错误后，继续实验，在情景图C中

4、圆柱体受到的浮力F浮= 1.2 N.（4）圆柱体排开的水所受的重力G排= 1.2 N.（5）实验结果表明:浸在水中的物体受到的浮力 等于 （选填“小于”“大于”或“等于”）物体排开的水所受到的重力.（6）纠正错误后圆柱体从刚接触水面到全部浸入水中，水对溢水杯底的压强 保持不变 （选填“逐渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”）. （7）情景图C中，浸没在水中的物体在匀速下降的过程中，物体所受的浮力 不变 （选填“变大”“变小”或“不变”）.（8）若不纠正情景图B中的错误，直接进行接下来的实验，则所测物体浸没时所受的浮力 不变 ，所测物体排开水的重力 偏小 .（均选填“偏大”“偏小”或“不变”）【例

5、2】如图所示，物理兴趣小组用水和金属块等器材做研究浮力的实验.（水=1.0103 kg/m3）（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是 1 N.（2）比较 ABC(ABD) （填字母代号）三图可得出结论:金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关. （3）比较 ACD （填字母代号）三图可得出结论:金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关.（4）金属块的密度为 2.7103 kg/m3.（5）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金属块所受的浮力，请指出实验操作中可能的原因 溢水杯没有装满水(合理即可) .（6）纠正错误后，继续实验，兴趣小组得出结论:物体

6、所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力.有同学对此结论提出质疑，他认为仅采用浸没的金属块做实验不具备普遍性，使用漂浮的蜡块做实验未必遵循以上结论.针对这个质疑，实验室提供了如下器材:弹簧测力计、蜡块、细线、量筒、烧杯、小木块、小桶、轻质塑料袋（质量可忽略）、适量的水.请你根据需要选择器材并设计实验，研究使用漂浮的蜡块做实验是否遵循兴趣小组所得出的结论.实验器材: 弹簧测力计、蜡块、细线、量筒、水 .实验步骤: 用细线拴好蜡块挂在弹簧测力计下测出重力G;向量筒中加入适量水(体积记为V1)，把蜡块放入量筒中漂浮，读出量筒示数V2 .分析与论证: 蜡块漂浮，所受浮力大小F浮=G，蜡块排开水的重力G排

7、=m排g=水V排g=水(V2-V1)g;若F浮与G排相等，则用漂浮的蜡块所做的实验遵循兴趣小组得出的结论;若F浮与G排不相等，则该实验不遵循兴趣小组得出的结论 .实验16 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系 考点精练一、选择题1下列A、B、C、D四幅图是“验证阿基米德原理”的过程情景，以下步骤正确的是（）A实验中的所用金属块的重力为1N B在情景图B中存在的错误是溢水杯未注满水 C纠正错误后，继续实验，在情景C中，金属块受到的浮力为3N D金属块排开的水所受的重力G排等于2N2在探究阿基米德原理的实验中，有以下四个实验操作，合理的实验顺序是（）A甲乙丙丁 B丁甲乙丙 C乙甲丙丁 D丁丙乙甲

8、3如图弹簧测力计下悬挂一物体，当物体三分之一的体积浸入水中时，弹簧测力计示数为5N，当物体二分之一的体积浸入水中时，弹簧测力计示数为3N，现将物体从弹簧测力计上取下放入水中，则该物体静止时所受浮力和该物体的密度分别为（水1103kg/m3，g10N/kg）（）A9N，0.75103kg/m3 B9N，0.8103kg/m3 C8N，0.75103kg/m3 D8N，0.8103kg/m34如图甲所示，用弹簧测力计拉着圆柱形物体从水面上方某处缓慢漫入水中，直到把物体放在容器底部后撤去拉力图乙为弹簧测力计的拉力F随物体移动距离h变化的图象。容器内底面积为100cm2，下列说法正确的是（）A物体的高

9、度为6cm B物体的体积为400cm3 C物体浸没时受到的浮力为2N D物体最后静止时对容器底部的压力为6N二、填空题5如图甲所示，小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他用弹簧测力计挂着实心圆柱体，圆柱体浸没在水中且不与容器壁接触，然后将其缓慢拉出水面，弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙，则圆柱体的重力为 N，圆柱体浸没时所受的浮力为 。6在“验证阿基米德原理”实验中，需要验证浸在液体中的物体受到的 大小与它排开液体受到的 大小是否相等，实验还需用 （选填“相同”或“不同”）的固体和液体进行多次实验。这样做的目的是 。7如图甲所示，圆柱体在水中悬浮，其上、下表面受到水的压力分别为3

10、N、5N，则：（1）圆柱体受到的浮力大小等于 N，依据是 。（2）圆柱体受到的重力大小等于 N，依据是 。（3）若把此圆柱体浸没在装满某种液体的溢水杯中（不触底，如图乙所示），静止时弹簧测力计示数为0.4N，以“”表示圆柱体，在图丙中画出圆柱体此时的受力示意图。圆柱体排开的液体的重力为 N。8取一只小塑料袋（重力忽略不计），袋内装满水，用细线把袋口扎紧（要求袋内不留空气），用弹簧测力测量水的重力如图所示，水的重力为 N。将这袋水逐渐浸入水中，弹簧测力计读数逐渐变小，表明水袋所受浮力的大小随排开水的体积增大而 。当水袋全部浸没水中时，弹簧测力计的读数为 N，这时塑料袋排开水的体积为 m3.（g1

11、0N/kg）三、实验探究题9在弹簧测力计下挂一圆柱体，从图所示位置缓慢下降（容器足够深且没有水溢出），如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化图象（g取10N/kg，水的密度为1103kg/m3）（1）圆柱体的重力是 N（2）请利用F浮G物F拉，求出圆柱体浸没在水中时，受到的浮力F浮 N（3）请利用F浮gV排，结合浸没时V排V物，求出圆柱体的体积是V物 m3（4）请结合图圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化图象，分析得出圆柱体的高度是 cm10创新实验小组的同学设计了如图所示的实验装置“验证阿基米德原理”（水1.0103kg/m3）（1）如图所示，在物

12、块从接触水面到刚好浸没水中的过程中，左边弹簧测力计的示数 ，物块受到水的浮力 ，水对溢水杯底部的压强 ；（均选填“变大”、“变小”或“不变”）（2）根据实验中所测的物理量可列等式 （用字母表示），从而验证了阿基米德原理；（3）由实验中的数据可知，物块浸没在水中受到的浮力为 N，物块的体积为 cm3，物块的密度为 kg/m3；（4）同学们用酒精代替水继续实验，发现此时的F3变大，说明浮力的大小与 有关；用酒精继续实验的目的是 （选填“减小误差”或“寻找普遍规律”）11如图是验证阿基米德原理的实验步骤示意图，依次读出甲、乙、丙、丁图中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。（1）若验证成功，

13、则F1、F2、F3、F4之间应满足关系式是 ；（2）利用测量数据还可计算出石块的密度 。（水的密度用水表示）12疫情防控期间，重庆八中停课不停学，八中物理在线学，超超学以致用，利用身边的器材测量家中鹅卵石的密度。（1）超超将托盘天平放在水平桌面上，将游码移至标尺左端零刻线处，发现天平静止时右边横梁高，则应将平衡螺母向 （选填“左”或“右”）调节，使横梁平衡；（2）但由于鹅卵石较大无法放入量筒中，聪明的超超设计了如下方案，如图所示；先用天平测出鹅卵石的质量m1；在烧杯中放入适量的水将鹅卵石浸没，在水面到达的位置上作标记，用天平测出总质量m2；将鹅卵石从水中取出，用天平测出剩余水和烧杯的总质量m3

14、；向烧杯中加水到标记处，再用天平测出此时水和烧杯的总质量m4；设水的密度为水，鹅卵石密度的表达式：石 （用所测物理量的字母表示）；（3）若步骤中取出鹅卵石时会带走一些水，超超所测的鹅卵石密度 （选填“大于”、“小于”或“等于”）真实鹅卵石密度（4）军军嫌超超的方法很麻烦，就找来了烧杯和适量的水，用弹簧测力计对鹅卵石做了两次测量，就测出了其密度。步骤如下：用测力计测出鹅卵石在空气中的重力，记作G； ，记作F；设水的密度为水，鹅卵石密度的表达式为石 。（用所测物理量的字母表示）。13学完浮力后，小林同学对相关的物理知识进行了归纳整合，并利用熟悉的器材做了个小实验：准备一个带盖子的空玻璃瓶，将瓶盖盖

15、紧后浸没在水中，放手后玻璃瓶上浮；将一个铁块装入玻璃瓶内并盖紧盖子，放入水中放手后发现玻璃瓶下沉；用弹簧测力计测出空玻璃瓶的重力如图甲所示；将装铁块的玻璃瓶挂在弹簧测力计上，保持玻璃瓶竖直，然后从图乙所示位置慢慢浸入水中，并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与玻璃瓶下表面浸入水中深度h的关系图象如图丙所示。（1）根据图丙可以判断浸没在液体中的物体所受浮力大小与 有关，而与 无关。（2）结合甲图和丙图，可以得出铁块的重力大小为 N；装铁块的玻璃瓶完全浸没后受到的浮力大小为 N。（3）小林看到玻璃瓶上标有100mL的字样，于是在装有铁块的玻璃瓶内装满水并盖上瓶盖，再用弹簧测力计测出总重力，如图丁

16、所示，此时弹簧测力计示数为3.1N，由此可以得出铁块的体积为 cm3，铁块的密度为 kg/m3 实验16 探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系 考点精练一、选择题1下列A、B、C、D四幅图是“验证阿基米德原理”的过程情景，以下步骤正确的是（）A实验中的所用金属块的重力为1N B在情景图B中存在的错误是溢水杯未注满水 C纠正错误后，继续实验，在情景C中，金属块受到的浮力为3N D金属块排开的水所受的重力G排等于2N【解析】A.由图B可知，实验中弹簧测力计的示数即为所用金属块的重力，即金属块G4N，故A错误；B.要测金属块浸没时排开水的重力，应在情景图B中的溢水杯内装满水，故B正确；C.由情景C

17、可知，金属块浸没时弹簧测力计的示数为3N，则金属块受到的浮力F浮GF拉4N3N1N，故C错误；D.由图A可知，空桶的重力G桶1N，由图D可知，金属块排开水和桶的总重力G总2N，则金属块排开的水所受的重力G排G总G桶2N1N1N，故D错误。故选：B。2在探究阿基米德原理的实验中，有以下四个实验操作，合理的实验顺序是（）A甲乙丙丁 B丁甲乙丙 C乙甲丙丁 D丁丙乙甲【解析】为了使小桶在接水之后可直接计算溢出水的重力，应先测量空桶的重，然后再测出石块的重力，并直接浸入水中观察测力计的示数，最后测排出的水和小桶的总重，求排出水的重力，因此，合理的顺序应为：丁甲乙丙；故选：B。3如图弹簧测力计下悬挂一物

18、体，当物体三分之一的体积浸入水中时，弹簧测力计示数为5N，当物体二分之一的体积浸入水中时，弹簧测力计示数为3N，现将物体从弹簧测力计上取下放入水中，则该物体静止时所受浮力和该物体的密度分别为（水1103kg/m3，g10N/kg）（）A9N，0.75103kg/m3 B9N，0.8103kg/m3 C8N，0.75103kg/m3 D8N，0.8103kg/m3【解析】（1）当物体的体积浸入水中时，则排开水的体积为：V排V，弹簧测力计示数为5N，根据称重法可知：F浮GF，即：水gV排GF，所以，水gVG5N；当物体的体积浸入水中时，弹簧测力计示数为3N，同理有：水gVG3N；由得：水gV12N

19、，将代入得：G水gV+5N12N+5N9N；由知，物体浸没受到的浮力为12N9N，由物体的浮沉条件，将物体从弹簧测力计上取下放入水中，则该物体静止时处于漂浮状态，由漂浮的特点，物体所受浮力是：FG9N；（2）由得物体的体积：V；该物体的密度为：水1.0103kg/m30.75103kg/m3。故选：A。4如图甲所示，用弹簧测力计拉着圆柱形物体从水面上方某处缓慢漫入水中，直到把物体放在容器底部后撤去拉力图乙为弹簧测力计的拉力F随物体移动距离h变化的图象。容器内底面积为100cm2，下列说法正确的是（）A物体的高度为6cm B物体的体积为400cm3 C物体浸没时受到的浮力为2N D物体最后静止时

20、对容器底部的压力为6N【解析】A、由图乙可知，圆柱体从刚接触水面到刚好浸没水中，圆柱体移动距离h8cm2cm6cm，若不考虑水面变化，圆柱体的高等于圆柱体移动距离h，大小为6cm；但实际上在圆柱体浸入水中的过程中液面在上升，所以圆柱体的高大于6cm，故A错误；BC、由图乙可知，圆柱体未浸入水中时弹簧测力计读数F16N，圆柱体的重力GF16N；圆柱体浸没在水中后弹簧测力计读数F22N，圆柱体浸没在水中时所受到的浮力：F浮GF26N2N4N；由F浮水gV排得圆柱体的体积：VV排4104m3400cm3，故B正确、C错误；D、物体最后静止时对容器底部的压力：F压GF浮6N4N2N，故D错误。故选：B

21、。二填空题5如图甲所示，小聪课余时间用弹簧测力计做浮力实验。他用弹簧测力计挂着实心圆柱体，圆柱体浸没在水中且不与容器壁接触，然后将其缓慢拉出水面，弹簧测力计示数随圆柱体上升距离的变化情况如图乙，则圆柱体的重力为 N，圆柱体浸没时所受的浮力为 。【解析】（1）由图乙可知，当上升高度在20cm以上，圆柱体脱离水面，弹簧测力计示数F示12.2N，此时圆柱体处于空气中，圆柱体的重力GF示12.2N；（2）由图乙可知，圆柱体上升高度在010cm时，圆柱体浸没水中，此时弹簧测力计示数F示21.6N，此时圆柱体受到的浮力最大，其大小为F浮最大GF示22.2N1.6N0.6N。故答案为：2.2；0.6N。6在

22、“验证阿基米德原理”实验中，需要验证浸在液体中的物体受到的 大小与它排开液体受到的 大小是否相等，实验还需用 （选填“相同”或“不同”）的固体和液体进行多次实验。这样做的目的是 。【解析】在“验证阿基米德原理”实验中，需要验证浸在液体中的物体受到的浮力与它排开液体受到的重力大小是否相等；在“验证阿基米德原理”实验中，应选用不同的固体和液体并进行多次实验，其目的是减小偶然性，使实验得出的实验规律更具有普遍性，所以本实验的目的是寻找普遍规律。故答案为：浮力；重力；不同；得出普遍规律。7如图甲所示，圆柱体在水中悬浮，其上、下表面受到水的压力分别为3N、5N，则：（1）圆柱体受到的浮力大小等于 N，依

23、据是 。（2）圆柱体受到的重力大小等于 N，依据是 。（3）若把此圆柱体浸没在装满某种液体的溢水杯中（不触底，如图乙所示），静止时弹簧测力计示数为0.4N，以“”表示圆柱体，在图丙中画出圆柱体此时的受力示意图。圆柱体排开的液体的重力为 N。【解析】（1）因物体受到的浮力等于上下表面受到的压力差，所以，圆柱体受到的浮力F浮F2F15N3N2N；（2）因物体悬浮时受到的浮力和自身的重力相等，所以，圆柱体受到的重力GF浮2N；（3）由图可知，弹簧测力计的拉力F拉0.4N，由称重法可得，圆柱体受到的浮力F浮GF拉2N0.4N1.6N，圆柱体此时的受力示意图如图所示：由阿基米德原理可知圆柱体排开的液体的

24、重力G排F浮1.6N。故答案为：（1）2；物体受到的浮力等于上下表面受到的压力差；（2）2；物体悬浮时受到的浮力和自身的重力相等；（3）；1.6。8取一只小塑料袋（重力忽略不计），袋内装满水，用细线把袋口扎紧（要求袋内不留空气），用弹簧测力测量水的重力如图所示，水的重力为 N。将这袋水逐渐浸入水中，弹簧测力计读数逐渐变小，表明水袋所受浮力的大小随排开水的体积增大而 。当水袋全部浸没水中时，弹簧测力计的读数为 N，这时塑料袋排开水的体积为 m3.（g10N/kg）【解析】（1）水袋的重力等于弹簧测力计的示数，弹簧测力计的分度值是0.2N，指针在2N下4格处，示数为2.8N；（2）塑料袋受竖直向上

25、的弹簧秤的拉力F，水的浮力F浮，竖直向下的重力G，在这三个力的作用下，物体处于平衡状态，三个力的合力为零，即F浮+FG0，F浮GF，在塑料袋逐渐浸入水的过程中，重力G不变，弹簧拉力F逐渐变小，则浮力F浮逐渐增大，而塑料袋排开水的体积逐渐增大，这说明水袋所受浮力的大小随排开水的体积增大而增大；（3）当水袋全部浸没水中时，因V排V水；则F浮G2.8N；所以弹簧测力计的读数为0N，根据阿基米德原理可知：这时塑料袋排开水的体积V排2.8104m3。故答案为：2.8；增大；0；2.8104。三、实验探究题9在弹簧测力计下挂一圆柱体，从图所示位置缓慢下降（容器足够深且没有水溢出），如图所示是圆柱体下降过程

26、中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化图象（g取10N/kg，水的密度为1103kg/m3）（1）圆柱体的重力是 N（2）请利用F浮G物F拉，求出圆柱体浸没在水中时，受到的浮力F浮 N（3）请利用F浮gV排，结合浸没时V排V物，求出圆柱体的体积是V物 m3（4）请结合图圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化图象，分析得出圆柱体的高度是 cm【解析】（1）由图可知，圆柱体重：G12N，（2）浸没时弹簧测力计的示数：F示4N，此时圆柱体受到的浮力：F浮GF示12N4N8N；（3）物体浸没时受到的浮力：F浮8N；根据F浮水V排g可得：圆柱体的体积VV排8104m3；（4）由乙图BC

27、段可知，圆柱体在B点时开始浸入水中，至C点时完全浸没，则圆柱体的高度：h7cm3cm4cm故答案为：（1）12；（2）8；（3）8104；（4）410创新实验小组的同学设计了如图所示的实验装置“验证阿基米德原理”（水1.0103kg/m3）（1）如图所示，在物块从接触水面到刚好浸没水中的过程中，左边弹簧测力计的示数 ，物块受到水的浮力 ，水对溢水杯底部的压强 ；（均选填“变大”、“变小”或“不变”）（2）根据实验中所测的物理量可列等式F1F3F4F2（用字母表示），从而验证了阿基米德原理；（3）由实验中的数据可知，物块浸没在水中受到的浮力为 N，物块的体积为 cm3，物块的密度为 kg/m3；

28、（4）同学们用酒精代替水继续实验，发现此时的F3变大，说明浮力的大小与 有关；用酒精继续实验的目的是 （选填“减小误差”或“寻找普遍规律”）【解析】（1）在物块从接触水面到刚好浸没水中的过程中，排开水的体积变大，由F浮液gV排可知物块受到的浮力变大，由FGF浮可知，左边弹簧测力计的示数变小；在物块从接触水面到刚好浸没水中的过程中，因水的深度不变，由pgh可知，水对溢水杯底的压强保持不变；（2）由称重法可知，物块在水中受到的浮力：F浮F1F32N1.5N0.5N物块排开的水所受重力等于桶和水的重力与空桶的重力之差，即：G排F4F20.7N0.2N0.5N则有：F浮G排0.5N，故F1F3F4F2

29、，从而验证了阿基米德原理；（3）由（2）可知物块浸没在水中受到的浮力为0.5N，根据阿基米德原理F浮液gV排知，物块的体积：VV排5105m350cm3物块的密度为：4103kg/m3；（4）酒精代替水继续实验，发现此时的F3变大，由称重法可知浮力变小，排开液体的体积相同，液体的密度不同，浮力不同，说明浮力的大小与液体的密度有关为了使实验具有普遍性，用酒精继续实验故答案为：（1）变小；变大；不变；（2）F1F3F4F2；（3）0.5；50；4103；（4）液体的密度；寻找普遍规律11如图是验证阿基米德原理的实验步骤示意图，依次读出甲、乙、丙、丁图中弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4。（1）若验证成功，则F1、F2、F3、F4之间应满足关系式是 ；（2）利用测量数据还可计算出石块的密度 。（水的密度用水表示）【解析】（1）阿基米德原理反映了物体所受浮力与排开液体重力的关系，即F浮G排由称重法知，石块受到的浮力为F浮F1F2石块排开的水的重力为G排F3F4