小明在学习了浮力的知识后,得到了这样的结论:物体在密度大的液体中受的浮力就大,在密度小的液体中受的浮力就小。请你利用弹簧秤、细线、铁块、水、酒精、烧杯设计一个实验,用实验来说明小明的观点是错误的。请你写出实验步骤和实验现象。
小明用如图所示的实验,探究影响浮力大小的因素。
(1)由图乙、丙可知,物体浸没在水中受到的浮力为 N;物体浸没在盐水中受到的浮力为 N。
(2)从图乙、丙可以看出浮力的大小与液体的 有关。
(3)小明利用图乙装置进一步探究:
①当物体从接触液面到刚好完全浸没的过程中,发现弹簧测力计的示数是逐渐减小的,说明浮力大小与物体排开液体的 有关。
②当物体全部浸没在液体中后再继续下降的过程中,发现弹簧测力计示数保持不变,说明浮力的大小与物体浸没在液体中的深度 (选填“有关”或“无关”)
在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,某小组同学用如图的装置,将同一物体分别逐渐浸入到水和酒精中,为了便于操作和准确收集数据,用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积。他们观察并记录了弹簧测力计的示数及排开液体的体积。实验数据记录在下表中。
液体种类 |
实验 序号 |
物体重力 G物(N) |
弹簧测力计示数F(N) |
物体受到浮力F浮(N) |
排开液体体积V排(cm3) |
水 ρ水 =1.0g/cm3 |
1 |
2 |
1.5 |
|
50 |
2 |
1.0 |
1.0 |
100 |
||
3 |
0.5 |
1.5 |
150 |
||
酒精 ρ酒精 =0.8g/cm3 |
4 |
2 |
1.6 |
0.4 |
50 |
5 |
1.2 |
0.8 |
100 |
||
6 |
0.8 |
1.2 |
150 |
(1)分析表中数据,实验所用物体的重力为 N,第一次实验中物体所受的浮力F浮= N。
(2)分析比较实验序号1、2和3(或4、5和6)可初步得出结论:当液体的种类相同时,排开液体的体积越 ,浸在液体中的物体受到的浮力越大;分析比较实验序号 可初步得出结论:当排开液体的体积相同时,液体的密度越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大。
(3)实验中小明同学观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时,弹簧测力计的示数越 。于是他灵机一动在弹簧测力计下挂一个重1.5N的物块,如图甲所示;当他把物块浸没在水中时,如图乙所示,弹簧测力计的读数为0.5N,他就在0.5N处对应标上1.0g/cm3的字样;当他把物块浸没在酒精中时,如图丙所示,应该在弹簧测力计刻度盘的 N处对应标上0.8g/cm3字样,聪明的他就将图甲所示装置改装成了一个能测液体密度的密度秤。
小明同学用一个弹簧测力计、一个金属块、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和煤油),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了研究,下图表示探究过程及有关数据。
(1)分析图B、C、D,说明浮力大小跟 有关。
(2)分析图 ,说明浮力大小跟液体密度有关。
(3)物体完全浸没在煤油中所受的浮力是 N.
(4)小明还想探究浮力大小与物体形状是否有关,他找来一小团橡皮泥、烧杯和水进行实验,实验步骤如下:
步骤一:将橡皮泥团放入盛有适量水的烧杯中,橡皮泥团下沉至杯底。
步骤二:将橡皮泥团捏成“碗状”再放入水中,它漂浮在水面上。
(a)小明通过分析得出结论:由于第一次橡皮泥团受到的浮力 (选填“大于”、“ 等于”或“小于”)第二次呈“碗状”时受到的浮力,所以物体受到的浮力与其形状有关。
(b)同组的小红不同意小明得出的结论,她指出小明的实验有一处错误,所以才会得出错误的结论,错误的原因是:他只关注了橡皮泥形状的改变,没有控制物体都要 。
固体在液体中所受的浮力大小跟什么因素有关?在进行该问题的实验探究时,小李根据自己的经验感受,提出:“在同种液体中,固体所受的浮力大小跟排开液体的体积成正比。” 现有实验器材:测力计、多个相同的钩码、高度足够的烧杯、水。请你根据提供的器材设计一个实验验证小李的猜想。简明陈述实验步骤并写出实验记录表。
小东同学学习浮力的知识后,认为“漂浮的物体所受到的浮力一定大于下沉的物体所受到的浮力”,请你设计一个实验说明小东同学的说法是错误的。
实验提供的器材有:符合实验要求的量筒和足量的水。请你在全部使用提供的实验器材的基础上,再补充其它的实验器材并完成实验步骤。
实验桌上备有如下实验器材:符合要求的弹簧测力计、溢水杯、小桶各一个;钩码一盒、足量的水。请选用上述实验器材设计一个实验,证明“浸在水中的物体受到的浮力等于物体排开水所受的重力”。
(1)请写出实验步骤。
(2)画出实验数据记录表。
试验桌上有如下器材:量程符合实验要求的弹簧测力计一个、一个大水槽里盛有足够深的水、符合实验要求盛有适量水的量筒一个、体积相同的钩码六个。请你利用上述器材设计一个实验,证明:“浸在液体中的物体所受的浮力大小与它排开液体的体积成正比”
(1)写出主要的实验步骤;
(2)设计出实验数据记录表格。
小明为了探究物体在水中不同深度所受浮力的变化情况,如右图所示,将一挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计相应的示数F,实验数据如下表(g=10N/kg)
次数 |
1 |
2 |
3 |
4 |
5 |
6 |
7 |
h(cm) |
0 |
2 |
4 |
6 |
8 |
10 |
12 |
F(N) |
6.75 |
6.25 |
5.75 |
5.25 |
4.75 |
4.25 |
4.25 |
(1)分析表中第6列到第7列数据,说明完全浸没的金属圆柱体受到的浮力与它所处的深度 关;(选填“有”或“无”)
(2)下图中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面所处的深度h关系的图象是( )
(3)分析表中实验数据,可以得出圆柱体的横截面积是 cm2.
如图所示是“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验装置,请根据图示回答问题:
(1) 由图 和 可知浸在液体中的物体所受的浮力大小跟浸在液体中的体积有关.
(2) 由图 和 可知物体排开相同体积的液体时,浮力大小跟液体的种类有关.
(3) 当物体完全浸没在水中时,物体上下表面所受压力的差为 N.
为了探究浮力的大小与哪些因素有关,小林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是小林提出的四个猜想,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 有关;
猜想B:浮力可能与物体浸没在液体中的 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。小林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
无关。
在探究有关浮力的实验中:
(1)如图所示,小明做了这样一个小实验:在水桶中装多半桶水,用手把空的饮料罐按入水中,体会饮料罐所受浮力及其变化,同时观察水面高度的变化。依据这个小实验,对“浮力的大小与什么因素有关?”这一问题,你做出的猜想是__________________.
(2)为验证阿基米德原理,实验需要比较的物理量是__________________________.
(3)下图是验证阿基米德原理的一个实验过程图,通过图中________两个步骤测出了浮力(选填代号即可).
(4)小明同学利用上面实验中的器材和木块,进一步探究了漂浮在水面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理.但实验过程中有一个步骤与上图不同,这个步骤是____________(选填代号即可).
如图所示,物体浸没在水中时,所受到的浮力为 N;如果直接将该物体投入水中,该物体将 (填“上浮”“悬浮”或“下沉”);从图乙、丙可以看出浮力的大小与液体的 有关.
现有两个完全相同的容器,分别盛有适量的水和浓盐水.为鉴别这两种液体,某探究小组的同学设计了甲、乙两种方案,如图所示,并最终得出了结论.
(l)通过方案甲的比较可知(a)图中装的是盐水,判断依据是: .
(2)通过方案乙的比较可知(d)图中装的是盐水,判断依据是: .
在探究“影响浮力大小的因素”时,“物理小博土”做了如图所示的一系列实验。
⑴ 分析图②③可知,浮力的大小跟__________________有关。
⑵ 为了探究浮力的大小跟浸在液体中的深度的关系,应选用图③和_____。(填序号)
⑶ 在图③和⑤中,保持了_______不变,研究浮力的大小和_________的关系;这种方法叫做______ _______。