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______ _______。
通过实验认识了浮力后,小军和小民班的同学在老师的引导下,继续对“浮力的大小与哪些因素有关”进行了实验探究。
首先,他们对“浮力的大小与哪些因素有关”进行了猜想,在老师的帮助下将同学们的猜想归纳如下:
猜想l:浮力的大小可能与物体的质量有关;
猜想2:浮力的大小可能与液体的密度有关;
猜想3:浮力的大小可能与物体浸入液体的深度有关;
猜想4:浮力的大小可能与物体浸入液体的体积有关。
(1)小军所在组的同学为了验证猜想l和猜想2,选用了体积相同、质量不同的三个圆柱形物体A、B、C并测出了它们的重分别为4N、4.5N和5N,然后进行了图所示的实验。
①比较图中序号为a、b、c的三次实验,得出的结论是:浮力的大小与
。
②比较图中序号为 、 、 的三次实验可以得出结论:浮力的大小与液体的密度有关;液体的密度越大,同一物体受到的浮力也越大。
(2)猜想3是小民所在组的同学提出的,请你举出一个生活中的实例来支持他们的猜想。
。
(3)小民所在组的同学为了验证猜想3,选用了与小军所在组相同的圆柱形物体A,进行了图所示的实验,得到的实验数据如下表:
实验序号 |
l |
2 |
3 |
4 |
5 |
物体浸入液体的深度h/cm |
l |
3 |
5 |
7 |
9 |
受到的浮力F浮/N |
0.2 |
0.5 |
0.8 |
0.8 |
0.8 |
物体A:底面积20cm2、高5cm的圆柱体,液体:酒精
分析上表中的实验数据,得到的实验结论是: 。
之后,他们在与其他组同学交流的基础上,在老师的引导下继续进行着探究……
两组同学在做实验:一组同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验:
小刚等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酒精),对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究。下图表示探究过程及有关数据。
(1)分析②、③、④,说明浮力大小跟_______有关。
(2)分析_______,说明浮力大小跟液体的密度有关。
(3)物体完全浸没在酒精中所受的浮力是_______N。
另一实验小组四位同学想探究课桌面与课本间滑动摩擦力的大小与压力的关系。
(1)将一名同学的物理课本放在水平桌面上,通过弹簧测力计水平匀速拉动课本,此时弹簧测力计的示数是2N,课本与桌面间的摩擦力大小为___ N。
(2)在原来的课本上又放了另一名同学同样的课本,以改变课本与桌面间的压力,这种方法___(选填“可行”或“不可行”)。
(3)通过多次实验,她们得到下表所示的实验数据:
|
在探究“影响浮力大小的因素”时,小伟同学做了如图所示的一系列实验。请你根据图中所标弹簧测力计的示数等信息回答下列问题:
(1)物体全部浸入酒精中受到的浮力是 N;
(2)根据图A、B、C实验可得出浮力的大小与 有关;
(3)根据图 实验可得出浮力的大小与液体密度有关。
(4)根据图A、C、D三次实验可得结论是 。
小明和小红想探究“浮力大小与物体在液体中所处深度是否有关”:
(1).如图,小明让金属块从图①到②位置,观察到测力计示数 ,说明金属块受到的浮力 (都选填“变小”、“变大”),他得出:浮力大小与物体所处的深度有关。
(2).小红让金属块从图③到④位置,发现两次弹簧测力计示数相同,金属块所受浮力都为 N,她得出:浮力大小与物体所处的深度无关。
(3).从这两个同学的不同实验结果,你能得出什么结论?
____________________________ 。
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探究。探究过程如图所示,部分数据记录见右表。
(1)请将表格中的数据填全。
(2)分析图中的A、B(或A、C……),说明浸在液体中的物体受到 (填方向)的浮力;金属块浸没在水中所受的浮力是______N。
(3)分析图中的 三图,说明浸在同种液体中的物体,受到的浮力大小跟物体排开的液体的体积有关。
分析图中的D、E两图,可以得到结论:
。
(4)小明进一步分析、计算B、C、D、E四种情况下物体排开液体的重力,并与四种情况下浮力的大小进行了比较,得到的初步结论是
。
如图所示是“探究浮力大小与那些因素有关”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.