探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系

第2节阿基米德原理知识梳理：1．探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系过程：先用弹簧测力计分别测量出和的重力；再测量出物体完全浸没后弹簧测力计的示数；最后再测量出．结论：浸在液体中的物体所受的浮力它排开的液体所受的重力．2．阿基米德原理内容：浸在液体中的物体受到向的浮力，浮力的大小它排开的液体所受的重力大小．表达式：F浮＝＝m排g＝．注意：V物表示物体的体积，V排表示物体排开液体的体积，物体浸没在液体中时，V排＝V物；物体部分浸入液体时，V排<V物．练习：1．某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材，按照如图所示的步骤，验证阿基米德原理．(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力，其中石块的重力大小为N.(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为N．石块排开的水所受的重力可由_ _(填字母代号)两个步骤测出．(3)由以上步骤可初步得出结论：浸在水中的物体所受浮力的大小等于．(4)为了得到普遍规律，接下来应该更换的物体多次实验．2．如图，体积相等、形状不同的铅球、铁板和铝块浸没在水中不同深度处，则( )A．铁板受到的浮力大B．铝块受到的浮力大C．铅球受到的浮力大D．它们受到的浮力一样大3．关于物体受到的浮力，下列说法正确的是( )A．液体的密度越大，受到的浮力越大B．浸在水中的物体，体积越大，受到的浮力越大C．物体排开水的体积越大，受到的浮力越大D．漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大4．如图，先将溢水杯装满水，然后用测力计拉着重为4 N、体积为100 cm3的石块，缓慢浸没在水中，溢出的水全部收集到小空桶中，桶中水的体积为cm3，桶中水的重力为N，石块静止时，测力计示数为N．(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)第4题图第5题图5．如图所示，是我国自行设计和自主研制的蛟龙号载人潜水器．当蛟龙号完全进入海水中工作时，排开海水的重力是5×105N，则蛟龙号受到海水的浮力是N；随着不断下潜，蛟龙号下表面受到海水的压强，受到的浮力(后两空填“变大”“不变”或“变小”)．6．某铁块体积为0.2 m3，当它全部浸没在水中时，受到的浮力是多少牛？(g取10 N/kg，水的密度取ρ＝1.0×103 kg/m3)7．两手分别拿着一个小木块和一个大石块浸没在水中，同时松手，小木块上浮，大石块下沉．比较松手时两者所受的浮力( )A．木块受的浮力大B．石块受的浮力大C．两者受的浮力一样大D．条件不足，无法比较8．体积相同的铅球、铜块和木块，浸在液体中的情况如图所示，比较它们受到的浮力大小，正确的是( ) A．铅球受到的浮力最大B．木块受到的浮力最大C．铜块受到的浮力最大D．他们受到的浮力一样大9．某地在江面上修建一座大桥，如图中甲是使用吊车向江底投放长方体石料的示意图．在整个投放过程中，石料以恒定速度下降．图乙是钢绳的拉力F随时间t变化的图象(从开始投放到石料刚好接触湖底)．t＝0时刻吊车开始下放石料，忽略水的摩擦阻力．则下列说法不正确的是( )A．石料在t＝20 s时开始浸入水中B．石料的重力是1 400 NC．石料受到的浮力始终是500 ND．石料完全浸没水中后钢绳的拉力为900 N10．两个相同的烧杯中装有不同的液体，把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体中，最后处于如图所示状态．甲、乙排开液体的重力相等，则甲、乙所受浮力相比( )A．甲所受浮力更大B．乙所受浮力更大C．甲、乙所受浮力一样大D．不知道液体密度，无法比较浮力大小第10题图第11题图11．如图所示，卷成团的牙膏皮弄成空心后，立在水中受到的重力，排开水的体积，受到的浮力．(填“变大”“变小”或“不变”)12．小明用弹簧测力计系住重为5 N的金属零件，使其一半体积浸入密度为0.8×103 kg/m3的油中时，测力计的示数为3 N，此时物体所受的浮力为N．物体排开的油的体积为m3.物体的体积为m3.(g 取10 N/kg)13．如图所示，为验证阿基米德原理，小明选用实验器材：弹簧测量计、大烧杯、小水桶、小石块、小垫块和水．完成以下几个测量步骤：A．用弹簧测力计测出石块的重力G物；B．将石块浸没在烧杯的水中，读出此时弹簧测力计示数F；C．用弹簧测力计测出小水桶和水的总重力G总；D．用弹簧测力计测出空水桶的重力G0；(1)最佳测量步骤为：．(2)实验过程中，若斜置在小垫块上的大烧杯中水没有装满，小水桶承接到的水的重力(填“大于”“等于”或“小于”)被石块排开的水的重力．(3)石块浸没在水中所受的浮力为F浮＝；被石块排开的水的重力为G排＝，比较F浮与G排的大小．(用已测得的物理量表示)14．有人说：“跳水运动员在跳水过程中，受到水的浮力是逐渐增大的．”你认为对吗？请说明理由．15．铜的密度为8.9×103 kg/m3，一个实心铜块的质量为1.78 kg(ρ煤油＝0.8×103 kg/m3，g取10 N/kg)．求：(1)铜块的体积；(2)现有一绳子拉着这块铜块浸没在煤油中，静止后绳子的拉力为多大？参考答案：第2节阿基米德原理知识梳理：1．探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系过程：先用弹簧测力计分别测量出__物体__和__空小桶__的重力；再测量出物体完全浸没后弹簧测力计的示数；最后再测量出__排开水和小桶的总重__．结论：浸在液体中的物体所受的浮力__等于__它排开的液体所受的重力．2．阿基米德原理内容：浸在液体中的物体受到向__上__的浮力，浮力的大小__等于__它排开的液体所受的重力大小．表达式：F浮＝__G排__＝m排g＝__ρ液V排g__．注意：V物表示物体的体积，V排表示物体排开液体的体积，物体浸没在液体中时，V排＝V物；物体部分浸入液体时，V排<V物．练习：1．某实验小组利用弹簧测力计、小石块、溢水杯等器材，按照如图所示的步骤，验证阿基米德原理．(1)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力，其中石块的重力大小为__3.8__N.(2)把石块浸没在盛满水的溢水杯中，石块受到的浮力大小为__1.4__N．石块排开的水所受的重力可由__AD__(填字母代号)两个步骤测出．(3)由以上步骤可初步得出结论：浸在水中的物体所受浮力的大小等于__物体所排开液体的重力__．(4)为了得到普遍规律，接下来应该更换__大小不同__的物体多次实验．2．如图，体积相等、形状不同的铅球、铁板和铝块浸没在水中不同深度处，则(D)A．铁板受到的浮力大B．铝块受到的浮力大C．铅球受到的浮力大D．它们受到的浮力一样大3．关于物体受到的浮力，下列说法正确的是(C)A．液体的密度越大，受到的浮力越大B．浸在水中的物体，体积越大，受到的浮力越大C．物体排开水的体积越大，受到的浮力越大D．漂在水面上的物体比沉在水底的物体受到的浮力大4．如图，先将溢水杯装满水，然后用测力计拉着重为4 N、体积为100 cm3的石块，缓慢浸没在水中，溢出的水全部收集到小空桶中，桶中水的体积为__100__cm3，桶中水的重力为__1__N，石块静止时，测力计示数为__3__N．(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)第4题图第5题图5．如图所示，是我国自行设计和自主研制的蛟龙号载人潜水器．当蛟龙号完全进入海水中工作时，排开海水的重力是5×105N，则蛟龙号受到海水的浮力是__5×105__N；随着不断下潜，蛟龙号下表面受到海水的压强__变大__，受到的浮力__不变__(后两空填“变大”“不变”或“变小”)．6．某铁块体积为0.2 m3，当它全部浸没在水中时，受到的浮力是多少牛？(g取10 N/kg，水的密度取ρ＝1.0×103 kg/m3)解：铁块受到的浮力：F浮＝ρgV排＝ρgV铁＝1.0×103 kg/m3×10 N/kg×0.2 m3＝2×103 N7．两手分别拿着一个小木块和一个大石块浸没在水中，同时松手，小木块上浮，大石块下沉．比较松手时两者所受的浮力(B)A．木块受的浮力大B．石块受的浮力大C．两者受的浮力一样大D．条件不足，无法比较8．体积相同的铅球、铜块和木块，浸在液体中的情况如图所示，比较它们受到的浮力大小，正确的是(D) A．铅球受到的浮力最大B．木块受到的浮力最大C．铜块受到的浮力最大D．他们受到的浮力一样大9．某地在江面上修建一座大桥，如图中甲是使用吊车向江底投放长方体石料的示意图．在整个投放过程中，石料以恒定速度下降．图乙是钢绳的拉力F随时间t变化的图象(从开始投放到石料刚好接触湖底)．t＝0时刻吊车开始下放石料，忽略水的摩擦阻力．则下列说法不正确的是(C)A．石料在t＝20 s时开始浸入水中B．石料的重力是1 400 NC．石料受到的浮力始终是500 ND．石料完全浸没水中后钢绳的拉力为900 N10．两个相同的烧杯中装有不同的液体，把甲、乙两球分别轻轻放入两杯液体中，最后处于如图所示状态．甲、乙排开液体的重力相等，则甲、乙所受浮力相比(C)A．甲所受浮力更大B．乙所受浮力更大C．甲、乙所受浮力一样大D．不知道液体密度，无法比较浮力大小第10题图第11题图11．如图所示，卷成团的牙膏皮弄成空心后，立在水中受到的重力__不变__，排开水的体积__变大__，受到的浮力__变大__．(填“变大”“变小”或“不变”)12．小明用弹簧测力计系住重为5 N的金属零件，使其一半体积浸入密度为0.8×103 kg/m3的油中时，测力计的示数为 3 N，此时物体所受的浮力为__2__N．物体排开的油的体积为__2.5×10－4__m3.物体的体积为__5×10－4__m3.(g取10 N/kg)13．如图所示，为验证阿基米德原理，小明选用实验器材：弹簧测量计、大烧杯、小水桶、小石块、小垫块和水．完成以下几个测量步骤：A．用弹簧测力计测出石块的重力G物；B．将石块浸没在烧杯的水中，读出此时弹簧测力计示数F；C．用弹簧测力计测出小水桶和水的总重力G总；D．用弹簧测力计测出空水桶的重力G0；(1)最佳测量步骤为：__DABC__．(2)实验过程中，若斜置在小垫块上的大烧杯中水没有装满，小水桶承接到的水的重力__小于__(填“大于”“等于”或“小于”)被石块排开的水的重力．(3)石块浸没在水中所受的浮力为F浮＝__G物－F__；被石块排开的水的重力为G排＝__G总－G0__，比较F浮与G排的大小．(用已测得的物理量表示)14．有人说：“跳水运动员在跳水过程中，受到水的浮力是逐渐增大的．”你认为对吗？请说明理由．答：不对；当跳水运动员刚接触水面到刚好浸没水中的过程中，由于V排变大，水的密度不变，根据F浮＝ρ水V排g可知，运动员受到水的浮力变大；当在没有接触水面之前不受浮力，浸没在水中之后由于V排不变，受到水的浮力不变．15．铜的密度为8.9×103 kg/m3，一个实心铜块的质量为1.78 kg(ρ煤油＝0.8×103 kg/m3，g取10 N/kg)．求：(1)铜块的体积；(2)现有一绳子拉着这块铜块浸没在煤油中，静止后绳子的拉力为多大？解：(1)由ρ＝m V可得，铜块的体积： V ＝m 铜ρ铜＝ 1.78 kg 8.9×103 kg/m 3＝2×10－4 m 3 (2)铜块浸没在煤油中，V 排＝V ，铜块受到的浮力：F 浮＝ρ液gV 排＝ρ煤油gV ＝0.8×103 kg/m 3×10 N/kg ×2×10－4 m 3＝1.6 N 绳子的拉力：F ＝G －F 浮＝mg －F 浮＝1.78 kg ×10 N/kg －1.6 N ＝16.2 N。

实验七：探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系一、实验要点巧提炼弹簧测力计、物体（液物ρρ>）、溢水杯、小桶、细线、水、盐水二、勇于质疑求真知发现问题：若实验过程依次按照图示甲、乙、丙、丁的顺序进行，因为先测小桶和液体的总重力，然后将水倒出测量小桶的重力，因为小桶内会残留一部分水，会使排开液体的重力的测量值偏小.优化改进：为了减少上述测量误差，实验中应先测小桶的重力，再测小桶和液体的总重力，则测量小桶的重力和测量物体的重力可在将液体浸入液体前进行；若实验中先测物体的重力，再测小桶的重力，然后再将物体浸入液体中，则会增加从弹簧测力计上取下物体和挂起物体的操作，所以实验中可先测空小桶的重力，再测物体的重力，接着将物体浸没在液体中，观察弹簧测力计的示数.三、针对训练再巩固1．（2019•黄山期末）下面是某同学做的探究阿基米德原理实验：（1）实验器材：如图，弹簧测力计、溢水杯、物块、小桶、细线等.（2）实验操作：①分别测出物块和小桶的重力，记下弹簧测力计读数F1、F2；②将物块浸没至装满水的溢水杯中，用小桶接住溢出的水，并读出弹簧测力计示数F3；③如图E，测出桶和水的总重，记下弹簧测力计示数F4.（3）实验数据处理：分别计算出F2与F3的差值及F4与F1的差值，会发现＝，由此可得出结论：浮力的大小等于.（4）实验讨论：①实验中是将物块浸没在水中，若物块未浸没，实验结论还正确吗？.②已知水的密度为ρ水，请用所测的物理量（物理量个数尽可能最少．．．．．．．．．．，含ρ水）来表示物块的密度ρ物＝.2.如图所示,某物理兴趣小组的同学用水和金属块等器材做研究浮力的实验.(已知ρ水=1.0×103 kg/m3)(1)金属块浸没在水中时,受到的浮力是 N.(2)比较 (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 (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 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: .(6)纠正错误后,继续实验,兴趣小组得出结论:物体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: .实验步骤:_________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.分析与论证:_______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________.3.如图所示是小芳同学探究“阿基米德原理”的实验，其中桶A为圆柱形.（1）正确的操作顺序最佳是.A.乙丙甲丁B.乙甲丙丁C.甲丁乙丙D.乙丙丁甲（2）将空桶A轻放入盛满水的溢水杯中，用桶B接住溢出的水，如图丙所示.则空桶A受到的浮力为N.（3）测出桶B和溢出水的总重力，如图丁所示，则桶A排开水的重力（选填“大于”“小于”或“等于”）桶A受到的浮力.（4）在实验中，排除测量误差因素的影响，小芳若发现桶A排开水的重力明显小于所受的浮力，造成这种结果的原因可能是.（5）接着小芳同学往桶A中加入沙子进行实验，得到4组数据，表格如下，其中有明显错误的是第次，实验中，随着加入沙子越多，桶A浸入水中就越（选填“深”或“浅”）.次数1234桶A与沙子的总重力/N 2.4 2.8 3.2 3.4桶B与水的总重力/N 4.0 4.4 4.6 5.0（6）分析以上探究过程可以得到的结论是：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力大小等于该物体.（7）小芳同学进一步探究，她将装有适量沙子的桶A分别放入水中和另一未知液体中，桶A浸入水中的深度为h1，浸入另一液体中的深度为h2，设水的密度为ρ水，则另一液体的密度表达式为（用题中所给和所测物理量的字母表示）.参考答案1.（3）F 2﹣F 3 F 4 ﹣F 1 排开液体的重力 （4）①正确 ②322F -F F 水ρ 2.（1）1 （2）ABC （或ABD ） （3）ACD （4）2.7×103 （5）溢水杯没有装满水（合理即可） （6）弹簧测力计、蜡块、细线、量筒、水 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V 1)，把蜡块放入量筒中漂浮,读出量筒示数V 2 蜡块漂浮，所受浮力大小F 浮=G ，蜡块排开水的重力G 排=m 排g=ρ水V 排g=ρ水(V 2-V 1)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3.（1）B （2）2 （3）等于 （4）溢水杯中没装满水 （5）3 深 （6）排开液体所受的重力 （7）水液ρρ21h h =。

人教版初中物理中考专题《浮力》实验探究及例题解析考点01—影响浮力因素的实验探究题：1：根据F浮=ρ液gV排可知，浸在液体中的物体所受的浮力大小只与液体的密度及排开液体的体积有关，液体的密度越大，物体排开液体的体积越大，物体受的浮力越大；物体所受浮力的大小与容器的形状、物体自身的形状、物体浸在液体中的深度及物体的密度等其它因素均无关。

2：在探究影响浮力的其中一个因素时，必须同时控制另一个因素不变。

且应多次实验，使结论更具有普遍性。

【帮你归纳】在探究影响浮力的因素的实验中常采用多次悬挂的方法，通过观察并读取测力计的示数根据测力计的示数变化可推知浮力的变化情况，从而得出影响浮力的因素。

例1：（2020·四川乐山）物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中，用弹簧测力计挂着一实心圆柱体，以下图a、b、c、d、e分别为实验情景。

（g取10N/kg）12(1)通过a 、c 两次实验，可知物体浸没在水中所受浮力大小是______N ；(2)通过______两次实验，可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系；(3)通过c 、e 两次实验，可探究物体所受浮力大小与______的关系；(4)在某种液体中进行探究的过程中，记录实验数据，得到如图f 所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像，则该液体的密度为______kg/m 3。

【答案】（1）0.5；（2）c 、d ；（3）液体密度；（4）0.8×103。

【解析】(1)由a 、c 两次实验中测力计示数可知，物体浸没在水中所受的浮力为F浮水=G-F c =2N-1.5N=0.5N(2) 由图c 、d 所示实验可知，物体排开液体的种类与物体排开液体的体积都相同而物体浸入液体的深度不同，这两次实验可以探究物体浸没在水中时受到的浮力大小与浸没深度是否有关。

(3)由图c 、e 所示实验可知，物体排开液体的体积相同而液体密度不同，该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系。

2020年中考物理试题专题训练——专题二十七：浮力1.（2020鄂州，23）在“探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”实验中，小芳设计的实验步骤如图所示，按照A、B、C、D的顺序进行测量。

小华认为，为了减小实验误差，可以进一步优化实验步骤，他将A、B、C、D重新排序。

你认为小华的测量顺序应该是______，此实验得出的结论是______。

2.（2020福建，29）在测量某液体密度的实验中：（1）把托盘天平放在水平工作台上，将游码移到标尺左端刻度线处，指针位置如图甲所示，应将平衡螺母向调节，使天平横梁平衡。

（2）将装有待测液体的烧杯放在天平左盘，平衡时，右盘砝码质量和称量标尺上的示数值如图乙，待测液体和烧杯的总质量为 g。

（3）将烧杯中适量的液体倒入量筒内，液面位置如图丙，则量筒中的液体体积为 mL。

称得剩余液体和烧杯的总质量为22g，则液体的密度为 g/cm3。

（4）小明提出另一种测量待测液体密度的方案，器材有弹簧测力计、金属块、水和两个烧杯。

简要步骤如下：①分别往两个烧杯中装适量的水和待测液体；②将金属块挂在弹簧测力计下，静止时测力计示数记为F1；③将挂着的金属块浸没在水中（未接触烧杯），静止时测力计示数记为F2；④将挂着的金属块浸没在待测液体中（未接触烧杯），静止时测力计示数记为F3；⑤液体的密度= （用水及测得的物理量表示）。

3.（2020十堰，15）学习了浮力知识后，小明利用电子秤来测量小木块的密度：①在称盘中放置装有水的烧杯：②将小木块轻轻放入装水的烧杯中：③用细针压住小木块，使其恰好浸没在水中。

实验中水均未溢出，电子秤对应的示数如图所示，则小木块的质量是________g，小木块的密度是_______g/cm3，若小木块吸水，则密度测量值________（选填“偏大”、“偏小”或“不变”）4.（2020本溪，30）在“探究影响滑动摩擦力大小因素”的实验中，小平完成了如图所示的甲、乙、丙三次实验。