初中物理探究影响浮力大小因素的实验实验题

小明探究“影响浮力大小的因素”的实验过程及有关数据如图所示，已知ρ_水=1.0×10³kg/m³，g=10N/kg．

（1）如图⑥所示实验时，物体受到的浮力为________N．
（2）由图②、③、④所示实验得出的结论是：在液体密度相同时，物体所受浮力的大小与________有关．
（3）由图______所示实验得出的结论是：物体浸没在液体中时，所受浮力的大小与深度无关．
（4）小明由图③、⑦所示实验，他就得出物体受到的浮力大小与液体的密度有关的结论．他的分析过程是______（选填“正确”或“错误”）的，你判断的理由是___________________．
（5）由图中提供的数据，可以求出盐水的密度为________kg/m³．

探究浮力的大小

数据 结论	如图，甲、乙、丙、丁是用同一金属块探究浮力大小跟哪些因素有关的实验。 ①图丙中金属块受到的浮力比图乙中金属块受到的浮力　　（填“大”或“小” $)$，说明浮力的大小与　　有关 ②图丁中金属块受到的浮力大小等于　　 $N$ ③比较图　　可知，浮力的大小与液体的密度有关。
数据 结论	如图，用木块、弹簧测力计、溢水杯和小桶进行实验： ④木块受到的浮力 $F_{浮}=$　　 $N$。 ⑤木块排开的水所受的重力 $G_{\mathit{排水}}=$　　 $N$。 ⑥比较数据可知：浮在水上的木块受到的浮力大小　　（填“大于”、“等于”或“小于” $)$它排开的水所受的重力。

小明用弹簧测力计、圆柱体、两个相同的圆柱形容器，分别装有一定量的水和盐水，对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究，其装置和弹簧测力计示数如图所示。

甲        乙          丙         丁        戊
(1)分析图甲、乙、丙，说明浮力的大小与    有关。
(2)为了探究浮力大小与物体浸没在液体中的深度有无关系，可选用   图的装置来进行操作。
(3)圆柱体浸没在水中时受到的浮力是    N，圆柱体的体积是    m³。(g取l0N/kg)
(4)用图示实验数据测出盐水的密度是    kg/m³。

弹簧测力计是我们在许多力学实验中常用的测量工具，让我们利用它来探究力学中蕴含的奥秘吧!

（1）小聪用弹簧测力计探究"浮力大小与哪些因素有关"，实验过程如图一所示。

①在图一甲中测量物体重力前应先明确弹簧测力计的量程和 　    　，观察指针是否指在零刻度线的位置。

②分析图一中实验数据可知，物体浸没在水中时受到的浮力为 　     　N。

③比较图一中甲、乙、丙三次的实验数据，可知浮力的大小与 　        　有关。

④小聪通过数据还计算出了物体A的体积为 　     　m ³，A的密度为 　     　kg/m ³。

（2）小明用弹簧测力计探究"影响滑动摩擦力大小的因素"，实验装置如图二所示

①实验中为了测量滑动摩擦力的大小，用弹簧测力计沿水平方向拉动木块，应使其做        　运动。

②比较A、B两图中弹簧测力计的示数，可得出结论是： 　                    　滑动摩擦力越大。利用此结论，如果要在拔河比赛中获胜应选用图三中 　    　类型的鞋（填字母）。

③小明利用图C继续进行探究时，突然拉动下面木块，观察到上面的小木块向后倾倒，则上面小木块受到摩擦力的方向是向 　 　（选填"前"或"后"）的。

在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中，某小组同学用如图所示的装置，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。
  
（1）析表中数据，实验所用物体的重力    N，第一次实验中物体所受的浮力    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）通过比较每次实验中物体受到的浮力和它排开液体的重力的关系，还可以验证            得出                   原理。
（4）本实验在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时，选用了不同液体并进行了多次实验，其目的是为了            （选填字母序号）。
A.寻找普遍规律      B.取平均值减小误差
（5）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     。于是他灵机一动将图甲的弹簧测力计改装成了一个能测液体密度的密度秤。
（6）给你烧杯、水、弹簧测力计、物块（可沉入水中和待测液体）和待测液体，请你写出如何利用这些装置测出待测液体的密度及最终密度的表达式。

小冬学习了“认识浮力”后，爱动脑筋的小冬提出了问题：浸在液体中的物体受到浮力的大小与哪些因素有关呢？经过思考，他在学校实验室找来了弹簧测力计、烧杯、一个金属块、水和盐水等器材，设计并进行了如图探究实验。

（1）金属块在图 $C$中受到的浮力为　　 $N$。

（2）分析 $B$、 $C$两图知道：当金属块浸没入水中后，所受浮力的大小与它浸入水的深度　　（选填“有关”或“无关” $)$。因为此时金属块浸入水的　　没有发生变化。

（3）小冬　　（选填“能”或“不能” $)$利用图 $A$和 $D$探究浮力的大小与液体密度有关，理由是　　。

（4）综合上述实验得到的结论是：浸在液体中的物体受到浮力的大小与　　和　　有关。

（5）根据收集到的实验数据，小冬还计算出了金属块的密度为　　 $\mathit{kg}/m^3$． $(g=10N/\mathit{kg})$。

小薇同学制作了如图1所示的探头进行了液体压强和浮力的综合探究。

（1）紧密蒙在探头下端的橡皮膜，形变程度越大，说明它所受的液体压强越　　；

（2）实验时的情形如图2所示，比较甲图和　　图，可以初步得出结论：在同种液体中，液体内部压强随深度的增加而增大；

（3）比较图甲图和丙图，可以初步得出结论：液体内部压强与液体　　有关；

（4）小薇同学用弹簧测力计挂着此探头继续探究：

①向溢水杯中注水，直到溢水口水流出时停止加水，最后溢水杯中的水面恰好与溢水口　　；

②用细线悬挂在弹簧测力计下的探头刚好浸没，如图丁所示，此时弹簧测力计的示数为　　 $N$，溢出的水全部流入小量筒中，排开水的体积为　　 $\mathit{mL}$，此时探头所受的浮力为　　 $N$；

③探头从丁图位置不断缓慢往下放（细线足够长，实验过程中橡皮膜没有破裂），排开水的质量　　（选填“变大”“变小”或“不变” $)$，弹簧测力计的示数会　　（选填字母）。

$A$．一直变大 $B$．先不变后变小 $C$．先变大后变小 $D$．先变小后变大

某小组同学利用水和酒精探究浮力大小与哪些因素有关，实验装置如图，通过多次实验，得出如下表所示实验数据： $\left({\rho }_{\mathit{酒精}}=0.8\times {10}^3\mathit{kg}/m^3\right)$

实验序号	液体种类	物体重 力 $G/N$	测力计示数 $F/N$	物体所受浮力 $F_{浮}/N$	排开液体 体积 $V/c{m}^3$
①	水	4	3		100
②	水		2.5	1.5	150
③	水		2	2	200
④	酒精	4	3.2	0.8	100
⑤	酒精		2.8	1.2	150
⑥	酒精		2.4	1.6	200

（1）第一次实验物体所受到的浮力为　　 $N$。

（2）比较三次实验可得出结论：同种液体，物体排开液体体积越大，所受浮力越大。分析比较①、④（或②、⑤或③、⑥ $)$可初步得出：排开液体体积相同时，液体密度　　，物体受到的浮力越大。

（3）第一次实验中，物体排开液体的重力 $G=$　　 $N$．通过比较每次实验物体受到的浮力和排开液体的重力，还可以验证　　原理

（4）该实验选用不同液体进行了多次实验，其目的是　　（选填“寻找普遍遍规律”、“多次实验求平均值减小误差” $)$。

科学探究是初中物理课本内容的重要组成部分，探究的形式可以是多种多样的。

（一 $)$探究浮力的大小与哪些因素有关

如图所示，是小华同学所做的一系列探究浮力的大小与哪些因素有关的实验。请按照要求填写表格：

提出问题	对应图中的序号
浮力的大小与物体浸入液体的体积的关系
	$a$， $c$， $d$
浮力的大小与物体浸入液体的密度的关系

（二 $)$探究电流与电压、电阻的关系

请按照要求设计实验记录表格

表一要求：保持电阻 $R$不变 $(R=5\Omega )$， $U(2V$、 $4V$、 $6V)$，电流随电压的变化

表二要求：保持电压 $U$不变 $(U=6V)$， $R(5\Omega$， $10\Omega$， $15\Omega )$，电流随电阻的变化

小明用图示装置探究浮力大小与深度的关系，细线体积、重力及滑轮摩擦不计。实验步骤如下：

A．用测力计测出长方体空心塑料块的重力为0.5N。

B．在底部固定有滑轮的容器中装适量的水。

C．用一根细线穿过滑轮将塑料块与测力计连接起来。

D．往容器中注水，待水面平静时记录塑料块底部所处的深度及测力计的示数。

E．多次重复步骤D的实验操作。

实验数据记录如表。

塑料块底部所处深度（cm）	2	3	4	5	6	7	8
测力计示数（N）	0	0.25	0.5	0.5	0.5	0.5	0.5
浮力（N）	0.5	0.75	1	1	1	1	1

（1）实验中滑轮的作用是 　 　。

（2）本实验是通过测量拉力间接测出浮力，以下测量方法与之不同的是 　 　。

a．用测力计测量物体受到的重力

b．用测力计测量水平面上匀速直线运动物体受到的摩擦力

c．用量筒测量液体的体积

（3）分析实验数据可知，塑料块受到的浮力与所处深度 　 　（选填"有关"或"无关"）

为了探究浮力大小跟哪些因素有关，某兴趣小组的同学，用同一物体进行了如图所示的操作，并记下物体静止时弹簧测力计的示数。物体未放入前溢水杯装满水，物体浸没后，用量筒测出了溢出水的体积，如图丁所示。

（1）该小组同学通过比较F ₁和F ₂的大小，得到了"浮力大小与物体浸没的深度有关"的结论是否正确 　    　（选填"正确"或"不正确"）。

（2）为了探究浮力的大小与液体密度的关系，应选择 　 　两图。

（3）物体浸没在水中时，所受浮力大小为 　     　N，盐水的密度为 　      　kg/m ³（g＝10N/kg）

如图是探究浮力大小与哪些因素有关的实验：

（1）图甲中，用弹簧测力计测得物体 $A$ 的重为 　 　 $N$ ；把物体 $A$ 浸没在水中时，弹簧测力计示数如图乙所示，则此时物体 $A$ 受到的浮力大小为 　　 $N$ 。

（2）观察乙图和丙图的弹簧测力计示数，可知浮力的大小与物体浸没在水中的 　　无关。

杨林他们实验小组在探究“浮力大小等于什么”的实验中，利用器材进行了如图的实验，并将实验数据填入下表。

实验次数	物重 $G/N$	空桶重 $G_0/N$	拉力 $F_{拉}/N$	桶与水重 $G_1/N$	浮力 $F_{浮}/N$	排开水重 $G_{排}/N$
1	0.6	0.1	0.3	0.3	0.3	0.2
2	1.1	0.1	0.6	0.6	0.5	0.5
3	3.0	0.1	2.0	1.1		1.0

（1）将表格中第三行的数据补充完整。

（2）在进行数据分析时发现，第一组数据明显与其他组数据反映的规律不符。为了得出结论，他将第一组数据中的桶与水重 $G_1$改为 $0.4N$，排开的水重 $G_{排}$改为 $0.3N$．请你评价他的这种做法：　           　。针对此实验数据，你的做法是　          　。

完成上述实验后，该组同学还想知道物体受到的浮力与液体密度是否有关，利用上面的器材，设计了如下实验，对其中一个物体在水中和盐水中所受浮力进行探究：

①测出物体在空气中的重力 $G$；

②将物体浸没在水中某一深度，读出弹簧测力计示数 $F_1$；

③将该物体浸没在盐水中同一深度，再次读出弹簧测力计示数 $F_2$；

如果 $F_1=F_2$，则说明物体受到的浮力大小与液体密度　            　；

如果 $F_1\ne F_2$，则说明物体受到的浮力大小与液体密度　            　，写出盐水密度的表达式 ${\rho }_{\mathit{盐水}}=$　          　。（ ${\rho }_{水}$已知）

为了验证"浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关"，小明选用如图所示的圆柱体 $A({\rho }_A>{\rho }_{水})$ 、弹簧测力计和装有适量水的烧杯进行实验。

（1）以下是他的部分实验步骤，请你帮他补充完整：

①将圆柱体 $A$ 悬挂在弹簧测力计下，静止时记录弹簧测力计的示数为 $F_1$ 。

②将圆柱体 $A$ 下部的一格浸入水中，圆柱体不接触容器，静止时记录弹簧测力计的示数为 $F_2$ 。

③ 　   　，静止时记录弹簧测力计的示数为 $F_3$ 。

（2）由 $F_1-F_2$ 　　 $F_1-F_3$ （选填" $=$ "或" $\ne$ " $)$ ，可以验证"浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关"。

探究影响浮力大小的因素时，小红做了如图所示的实验，请你根据她的实验探究回答下列问题：

①比较图 $B$和 $C$可知，物体受到的浮力大小与排开液体的　体积　有关；

②比较图 $C$和 $E$可知，物体受到的浮力大小与液体的　　有关；

③比较图 $C$和　　可知，浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关；

④图 $E$中物体受到浮力大小为　　 $N$；

⑤比较图 $C$和 $E$可知，水对杯底部的压强　　酒精对杯底部的压强（选填“大于”、“小于”或“等于” $)$。