轻松寒假,快乐复习30天 第7天
探究“浮力的大小等于什么”时,实验进行了如图所示的步骤,
请回答下列问题:
(1)小石块重为 N;
(2)排开的水重为 N;
(3)为了使实验结论更为可信,将石块换成钩码等其它物体再进行几次实验,其主要目的是 (填序号);
A、多次测量求平均值,以减小偶然误差
B、多次测量找规律,排除偶然性
C、探究浮力的大小与哪些因素有关
(4)实验是通过比较物体的重力与 的重力,得出结论。
为了探究浮在液面上的物体排开液体的质量与哪些因素有关,某小组同学选用甲、乙两物体(m甲<m乙)做了如图所示的一组实验。他们先在溢水杯中加满水,将一个空烧杯放在电子台秤上并调零[如图(a)所示];接着将甲、乙分别放入水中测出它们排开水的质量,实验过程及现象如图(b) 、(c)所示。然后,他们用酒精重复上述实验,实验过程及现象分别如图(d)、(e)所示。
(a) (b) (c) (d) (e)
①分析比较图(b)与(d)[或(c)与(e)]中的实验现象及相关条件,可归纳得出的初步结论是: ;
②分析比较图(b)与(c)[或(d)与(e)]中的实验现象及相关条件,可归纳得出的初步结论是 。
在图“验证阿基米德原理”的实验中,实验目的是研究浸没在液体中的物体受到的浮力与它__________所受重力之间的关系。实验过程及记录的数据用图中字母表示,其中物体受到的 大小等于弹簧测力计示数F1,物体受到的 大小等于弹簧测力计两次示数差(F1-F2)。若阿基米德原理成立,液体密度为ρ液,则(F1-F2)与(V2-V1)应满足的关系为 (用字母表示)。
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/m3) |
物体排开液体 的体积V/m3 |
物体的重力 G/N |
测力计的示数 F/N |
浮力 F浮/N |
1 |
0. 8×103 |
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/m3) |
物体排开液体 的体积V/m3 |
物体的重力 G/N |
测力计的示数 F/N |
浮力 F浮/N |
1 |
1 ×103 |
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:_____________________________________________。
小聪同学在学习了阿基米德原理时想到“物体受到浮力大小可能还跟物体的密度有关”,他选取了两块体积和形状都相同的实心铜块和铁块(已知铜的密度大于铁的密度),进行了如图的实验.
(1)步骤C中的铁块在水中所受到的浮力为 N.
(2)验证物体所受的浮力大小是否与物体的密度有关?
小聪应该选取图中的 等步骤(填字母符号)进行对比,根据他所选择的几个图中弹簧测力计的示数可以知道铜块受到的浮力 (选填“大于”、“等于”或“小于”)铁块受到的浮力.由此得出物体所受的浮力大小与物体的密度 (选填“有关”或“无关”).
(3)按照图中的A、C、D步骤实验,可以得出的结论是: .
在“阿基米德原理”一节的学习中,我们经历了阿基米德原理表达式的推导和“验证阿基米德原理”的实验。
①如图所示,一个边长为a的正方体物块浸没在密度为ρ液的液体中。请根据浮力产生的原因和液体内部压强的规律,推导出它所受的浮力大小与物体排开液体所受重力大小的关系。________
②在“验证阿基米德原理”的实验中,使用图中所示的溢水杯和小烧杯接收被测物块排开的水。为减少误差,要求“在浸入被测物块前,要使溢水杯中的水面恰好与溢水口相平”,请写出达到该要求的操作要点_____________________。
③图中为小王实验步骤的示意图,其中“步骤B”的目的是:测出__________________。若图中弹簧测力计的四个示数值F1、F2、F3、F4满足关系式__________________时,则可以验证阿基米德原理。
为了探究物体的浮沉条件,实验室提供了如下器材:天平、烧杯、金属块、细线、水及其他简单辅助器材.实验步骤如图:(g取10N/kg、ρ蜡<ρ水)
(1)金属块的重力为________牛.
(2)金属块浸没在水中时排开水的体积为______厘米3.
(3)用公式F浮=ρ水gV排计算金属块浸没在水中受到的浮力,大小为_________牛.
(4)比较金属块浸没时浮力和重力大小,可知金属块浸没在水中时会________(填“上浮”、“悬浮”或“下沉”).
(5)用此方案探究蜡块浮沉条件,需改进之处是 .
小明和小华利用如下器材探究物体的浮沉条件:
(1)探究石块下沉的条件
①测量石块的重力
用弹簧测力计测出石块的重力
②测量石块受到的浮力
方法一:小明利用量筒测出石块浸没水中排开水的体积,他可用公式 求得浮力;
方法二:小华采用另一方法也测出了石块受到的浮力,其方法是 ;
③通过比较石块的重力和石块受到的浮力,可知物体下沉的条件。
(2) 探究蜡块上浮的条件
①测量蜡块的重力
小明的方案:用弹簧测力计测出蜡块的重力。
小华的方案:用天平测出蜡块的质量,求出重力。
你支持 的方案,理由是 。
②测量蜡块受到的浮力
小明在量筒中放入适量的水,把蜡块放入水中,待静止时测出蜡块排开水的体积,求得浮力。你认为上述操作中存在的问题是 ,正确的方法是 。
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。
小明同学在探究影响浮力大小的因素时,做了如图所示的实验.请你根据小明的实验探究回答下列问题.
(1)在C与E两图中,保持了排开液体的体积不变,研究浮力与液体__ ___的关系;根据A与E两图所标的实验数据,可知物体浸没在盐水中所受的浮力为 N.
(2)小明对ABCD四个步骤进行了观察研究,发现浮力的大小有时与深度有关,有时与深度又无关.对此正确的解释是浮力的大小随着排开水的体积的增大而___________,当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同,浮力的大小与深度________。(选填“有关”或“无关”)
(3)在小明实验的基础上,根据有关实验数据,可以计算出盐水的密度为_____ kg/m.
某同学用弹簧测力计提着实心圆柱体浸入两种不同液体中,在这过程中,研究弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面离液面的距离h的关系,如图所示。实验过程中记录的实验数据如下表所示。 (已知圆柱体密度大于液体密度,且液体甲的密度ρ甲大于液体乙的密度ρ乙,容器足够深,液体不溢出。)
表:
液体甲 (密度ρ甲) |
实验序号 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
8 |
距离h(厘米) |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
|
测力计的示数F(牛) |
9 |
7.8 |
6.6 |
5.4 |
4.2 |
3 |
1.8 |
1.8 |
|
液体乙 (密度ρ乙) |
实验序号 |
9 |
10 |
11 |
12 |
13 |
14 |
15 |
16 |
距离h(厘米) |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
14 |
|
测力计的示数F(牛) |
9 |
8 |
7 |
6 |
5 |
4 |
3 |
3 |
根据题意和表中记录的实验数据,可以得出:
①圆柱体的重力为 牛。
②分析实验序号2、3、4、5、6(或10、11、12、13、14),测力计的示数F与距离h的关系,可以初步得出: ;进一步分析测力计示数F的变化⊿F与距离h的变化⊿h的关系,⊿F与⊿h的关系是 。
③分析实验序号7、8(或15、16),可以初步得出,当物体浸没在液体中后,增大距离h,测力计的示数F大小 (选填“增大”或“不变”或“减小”)。
④分析实验序号2与10(或3与11,或4与12,或5与13,或6与14)可以初步得出:同一圆柱体浸入不同液体中,当距离h相同时,弹簧测力计的示数F与 有关。