实验14 探究浮力大小的影响因素实验.docx
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1、实验十四、探究浮力大小的影响因素实验剖析【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】物体在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
2、有关的实验中,用到了“称重法”测浮力:F浮=G-F拉,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,
3、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经典母题如图所示,是同学们在“探究同一物体所受的浮力大小与哪些因素有关”的实验过程图。图甲、乙、丙容 器中装的液体是水,图丁容器中装的液体是酒精,、&七、七分别是图甲、乙、丙、丁中弹簧测力计的 示数。请回答以下问题:u J一用己丙丁(1)图甲中,弹簧测力计的示数F1=N。若在测量过程中,弹簧测力计向右倾斜一定的角度,其测 得结果会 (选填“变大”、“不变”或“变小”)。(2)物体完全浸没在水中时所受的浮力为 N。(3)分析图中乙、丙两图实验数据可得:物体所受的浮力大小 有关;分
4、析图中 两图实 验数据可得:物体所受的浮力大小与液体密度有关。(4)实验中采用的探究方法在研究物理问题时经常用到,称为 法。(5)在实验时有同学认为:根据乙和丙图可得出物体在液体中受到的浮力与浸入液体的深度有关,他的观 点 (选填“合理”或“不合理”)。(6)为了进一步探究上述观点,接下来的操作是,由此可以得出结论:。(7)如图是一套台秤,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。若将物块开始浸入直 至浸没一定深度的过程中台秤的示数变化情况 - rMEkn r rr?lf j to【答案】(1)4.8 ;变小;(2)2;(3 )物体排开液体的体积;丙和丁 ;(4 )控制变量;(5)
5、合理;(6)将物体浸没后,继续增加物体浸入液体的深度,并记录弹簧测力计的示数;浸入液体中的物体受到的浮力与浸入液体的深度无关;(7) 一直不变。【解析】(1)由图甲知,弹簧测力计的分度值为0.2N,图中指针指在4至5之间的第4条刻度线处,所以示数为4.8N; 如果倾斜一定角度,弹簧测力计拉力方向和物体重力方向不一致,会导致弹簧或者拉钩与外壳之间产生阻 力,从而使得示数变小。= 4.8K-2.8bT= 2NF =(2)由图甲和图丙知,物体完全浸没在水中时所受的浮力为样-(3)由乙、丙两图实验数据得,物体所受的浮力大小与物体排开液体的体积有关;为了得出物体所受浮力大 小与液体密度有关,需确保物体排
6、开液体的体积相同,而物体所在的液体的密度不同,所以应分析图丙和 图丁两图的实验数据;(4)因为物体在液体中受到的浮力可能受到多个因素影响,所以在探究本实验时,需要采用控制变量法。(5)金属块浸没前的过程中,该同学认为物块块受到的浮力随浸入水中的深度增大而增大;根据以上两图的实验该观点是合理的。(6)为了验证浮力与浸入液体深度的关系,可以在丙图的基础上,继续增加浸入液体的深度,并多次记录 弹簧测力计的示数。从而得出浮力的大小与浸入液体的深度没有关系。(7)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压=F浮,由平衡条件得: 台秤对容器的支持力Fn=G+F压;从金属块开始浸入
7、直至浸没一定深度的过程中G、F浮不变,故台秤的示数 变化情况是一直不变。真题演练练习1: (2020 吉林)在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,实验过程如图所示,其中弹簧测 力计示数的大小关系是:fif2f3, f3_1 口 7 一 ABCDE 根据A、B、C的结果,可得猜想1是(正确/错误)的;根据A、C、D的结果,可得猜想1是(正确/错误)的。深入分析上述现象,可得:浮力大小与有关,与浸入液体的深度; 接下来根据A、D和E (能/不能)对猜想2进行验证; 为验证猜想3,小明在老师的指导下,将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度。接着他仿照步骤D进 行实验,发现此时测力计示数小于1.8
8、N,便认为该猜想是正确的。小明在该实验环节中存在的问题 。【答案】(1)3;(2)正确;错误;排开液体的体积;无关;能;没有测量出此时瓶子(含有沙子 的)重力。【解析】(1)木头漂在水面,是因为木头的密度小于水的密度;铁钉沉在水底,是因为铁的密度大于水的密度, 其中符合常识1的是与物体的密度有关,即符合常识1的是猜想3;(2)B、C实验中(物体在水中的深度不同),测力计示数不同,由称重法,两实验中受到的浮力不同, 根据A、B、C的结果,可得猜想1是正确的;而C、D实验中,浸入液体的深度不同,两实验中,测力计示数相同,由称重法,两实验中受到的浮力相同, 根据A、C、D的结果,可得猜想1是错误的;
9、B、C实验中排开液体的体积不同,而C、D实验中排开液体的体积相同,深入分析上述现象,可得:浮力 大小与排开液体的体积有关,与浸没在液体的深度无关; 研究浮力与液体的密度有关,要控制排开液体的体积相同,只改变排开液体的密度,故接下来根据、D 和E能对猜想2进行验证; 根据称重法测浮力,F浮G - F将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度,则此时瓶子(含有沙子的)重力小于2.8N,为验证猜想3,即 浮力与与物体的密度有关,应测量出此时瓶子(含有沙子的)重力中,故小明在该实验环节中存在的问题 是没有测量出此时瓶子(含有沙子的)重力。练习5. (2019 德州)在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中
10、(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BCDEF弹簧测力计示数/N2.22.01.71.71.9(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。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 N,金属块密度为kg/m3.(水的密度P井水=1.0X1Q3kg/m3,g
11、 取 10N/kg)。【答案】(l)D、E;排开液体的体积;液体的密度;(2)小于;(3) 1;2.7Xl03。【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
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