在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中:
实验器材:弹簧测力计、溢杯、空杯、三个大小相同的正方体物块、细线。
小凤所在小组根据老师提供的实验器材进行实验,并将实验数据记录在下表中:
研究对象 |
物块重G/N |
空杯重G杯/N |
物块浸没在水中时弹簧测力计的示数F′/N |
杯、水总重G总/N |
浮力的大小F浮/N |
排开水所受的重力G排/N |
物块1 |
1.25 |
0.35 |
1.1 |
0.5 |
0.15 |
0.15 |
物块2 |
1.15 |
0.35 |
1.0 |
0.5 |
0.15 |
0.15 |
物块3 |
0.45 |
0.35 |
0.3 |
0.5 |
0.15 |
0.15 |
根据实验器材和表中数据,完成下列题目:
(1)浸入液体中的物体所受浮力的大小________物体排开的液体所受重力的大小。
(2)把物块1浸没在水中,放手后将________(选填“上浮”、“下沉”或“悬浮”)。
(3)由本次实验可确定,浸入液体中的物体,所受浮力的大小与物体的________无关。
(多选题,只填写字母)
A.重力B.质量C.体积D.密度E.形状
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 .
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。
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: .
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:_____________________________________________。