实验14 探究浮力大小影响因素实验(原卷版)

实验十四、探究影响浮力大小的因素实验

【实验目的】

探究浮力的大小与哪些因素有关

【实验器材】

透明玻璃筒、鸡蛋、食盐、弹簧测力计、金属圆柱体、细线、烧杯、小石块

【实验原理】

称重法测浮力： F 浮 =G-F

【实验步骤】

①把鸡蛋放入盛水的透明玻璃筒中，鸡蛋沉入筒底，然后向水中撒盐并搅动，观察鸡蛋的浮沉情况。

②用弹簧测力计提着金属圆柱体慢慢浸入水中，观察弹簧测力计的示数变化情况，

③用弹簧测力计提着小石块浸没在水中，改变其深度观察弹簧测力计的示数变化情况，

【实验结论】

物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关，还与物体排开液体的体积有关，而与浸没在液体中

的深度无关。

【考点方向】

1、探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验中，用到了“ 法”测浮力：=-F G F 浮拉，弹簧测力计的示数越

小，说明物体受到的浮力 。

2、探究浮力的大小跟哪些因素有关，实验中利用“ 法”，把多因素问题变成多个单因素问题。

3、注意完全浸没和不完全浸没对实验的影响。

4、实验原理： 。

5、弹簧测力计 以及盐水的浓度会对实验产生一定的误差。

6、换用不同的物体和液体重复实验目的是： 。

7、用手拉弹簧测力计的不知之处是： 。

8、通过实验可以得出影响浮力大小的根本因素是： 。

9、浮力与物体排开液体的体积有关，其他因素一定时，排开液体体积越大，浮力 。

10、浮力与液体的密度有关，其他因素一定时，液体的密度越大，浮力 。

11、浮力大小与物体浸没在液体中的深度 。

【创新母题】：为探究物体在水中受到的浮力大小与浸入水中的体积和深度的关系，小明和小华把装满水的溢水杯放到台秤上，溢水杯口下方放置一空量筒。用细线系住金属块并挂在弹簧测力计上，测力计示数为G．然后将金属块缓慢浸入水中，且始终不与杯接触，如图。

（1）金属块浸没前的过程中，测力计示数逐渐变小，说明浮力大小逐渐。据此，小明认为金属块受到的浮力随浸入水中的深度增大面增大；而小华则认为浮力随浸入水中的体积增大而增大，根据以上实验你认为下列说法正确的是。

A．只有小明的观点合理B．只有小华的观点合理

C．两人的观点都不合理D．两人的观点都合理

（2）接下来他们继续实验，增大金属块浸没在水中的深度，发现测力计的示数始终不变且为F，据此可得出的观点不具有普遍性。这个过程中金属块受到的浮力F浮=。

（3）为了深入研究，他们测出量筒中水的体积V排，水的密度用ρ水表示，其重力G排=，通过比较数据发现F浮=G排，换用不同的物体和液体重复上述实验，都能得出F浮=G排，说明决定浮力大小的根本因素是。

（4）从金属块开始浸入直至浸没一定深度的过程中台秤的示数变化情况是。

（5）小明做实验时，用手握弹簧测力计有些晃动，导致数据偏差较大，请写出一种改进措施：。

（6）小华进行第二次实验时发现金属块排开水的重力明显小于所受到的浮力，请指出实验操作中可能造成这种结果的原因：。

练习1：（2019·德州）在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B. C. D. E. F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中：

实验步骤 B C D E F

弹簧测力计示数/N 2.2 2.0 1.7 1.7 1.9

(1)分析比较实验步骤A和_ __，可得出：浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；分析比较A. B. C.D 可知：浮力大小与物体__ _有关；分析实验步骤A. E.F可知：浮力的大小还与__ _有关。

(2)分析实验数据可知,F中液体密度__ _(选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度。

(3)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是_ __N,金属块密度为_ __kg/m3.(水的密度ρ水

=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。

练习2：（2019·绥化）如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。

(1)金属块浸没在水中时，受到的浮力是_ __N。

(2)分析图丙、丁可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度_ __(选填“有关”或“无关”)。

(3)分析_ __两图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。戊图中盐水的密度是_

__kg/m3.如果在实验中不小心使戊图中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用，此时测量出的盐水密度值将如何变化，并分析原因___ 。

(4)实验中由于握着测力计的手臂易晃动，导致测力计示数不稳定，读数困难。请你写出一种改进措施_

__。

练习3：（2019·赤峰）如图所示，是探究同一物体所受浮力大小与哪些因素有关的实验过程。

（1）两次实验证明物体所受浮力随物体排开液体积的变化而变化（选填实验序号）。

（2）进行乙、丙两次实验是为了探究物体所受浮力大小与关系。

（3）由丙、丁两次实验可知：完全浸没在同种液体中的物体，所受浮力大小与无关。

练习4：（2019·贵阳）小明运用浮力相关知识制作了可以用来测量物体质量的“浮力秤”其构造如图所示，在水平支架的左端固定刻度盘，支架横梁两端各固定一个滑轮，将一根无弹性的细绳跨过两个滑轮，细线的一端悬挂砰盘，另一端连接装有适量细沙的圆柱形浮筒（浮筒自重不计），在线的适当位置固定一根大头针作为指针，把浮筒浸入装有适量水的水槽中，称量时，把待测物体放入砰盘后，指针下降浮筒上升，静止后，待测物体的质量就可以通过指针在刻度盘上的位置反映出来。

请你回答下列问题（不计细线、砰盘、指针的质量以及线与滑轮的摩擦）

（1）为了制作量程为1kg的浮力秤，向砰盘添加1kg的砝码，逐渐向空浮筒内加入细沙，当浮筒的______（选填“上”或“下”）表面刚好与水面齐平并保持静止时，在刻度盘上将指针所指的位置标定为最大刻度线。（2）取下砝码，当浮筒受到______力和______力是一对平衡力时，浮筒能直立地浮在水面上静止，此刻度所指的位置应标定为零刻度线，在均匀地标定其余刻度线。

（3）若将质量为m（m<1kg）的待测物体放在砰盘上，当浮筒静止时其下表面距离水面的距离是h，若细沙的质量是M，浮筒的横截面积是S，水的密度为ρ水，请写出待测物体质量的表达式m=____________。

（4）若将原来的浮筒更换为长度相同、横截面积更小的另一个浮筒，细沙的质量和细线的长度等不变，则重新标定的刻度线与原来刻度线相比发生变化的是____________（选填“零刻度线上升”或“最大刻度线下降”），请你分析带来这一变化的原因是：_______ ___。

练习5：（2019·河北）小明用如图1所示的装置探究“影响浮力大小的因素”(已知ρ水=1.0×103kg/m3取g=10N/kg)。

(1)小明利用图甲所示的实验装置，将圆柱体合金块慢慢浸入水中时，根据测得的实验数据，作出了弹簧测力计示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图象(如图所示)。实验过程中合金块所受浮力的变化情况是____________；请在图丁中画出F浮随h变化的关系图象。分析图象可知，浸没在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成____________。

(2)将合金块分別浸没在水和某液体中(如图乙、丙所示)，比较图甲、乙、丙可知：

结论：____________________________________________________________。

(3)合金块的密度为ρ合金____________g/cm3.

(4)若用此合金块制成一空心合金球，当合金球恰好能悬浮于图1两所示液体中时，空心部分的体积是____________cm3。

练习6.（2019·鹤岗）为探究浮力大小与哪些因素有关，小高设计了如图所示实验，请依

据实验回答：

①比较b，c两图可知，物体浸在水中的体积越大，受到的浮力。

②比较图 和图d 可知，物体所受浮力的大小与液体的密度有关。

③由下图的实验数据可知，盐水的密度为 kg/m 3。

练习7.（2019·襄阳）小明同学通过实验来研究影响浮力大小的因素,做了如图所示的四次实验，高兴地发现浮力的大小与深度有关,而且深度越深浮力越大,老师肯定了他的实验,又带他做了一次实验,

小明同学便恍然大悟。你认为：

(1)他在探究过程中存在的问题是 。

(2)老师的实验操作是： 观察测力计的示数是否不同；

(3)结合五次实验,得到的正确结论是：液体密度一定时， 。

练习8：（2019·上海）某小組同学在“探究物体在液体中所受向上的力与哪些因素有关”实验中，用弹簧测力计拉着一个圆柱体，测力计示数为F 0．现将圆柱体悬空放置在一个烧杯中，倒入液体A ，圆柱体的下表面到液面的深度为h ，记录下此时弹簧测力计的示数为F 以及F 0和F 的差为△F ．接着，将液体A 替换为液体B ，重复上述实验，记录数据如下表一、二所示。

表一 液体A （ρA =0.8×103千克/米3）

表二 液体B （ρB =1.0×103千克/米3）

A B

C

D

8 12 6 4

①根据实验序号1与2与3或5与6与7的数据，分析比较弹簧测力计的示数F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系，可得出的初步结论是：

同一物体在同种液体中，___ 。

②根据实验序号1与2与3或5与6与7的数据，分析比较△F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系，可得出的初步结论是：同一物体在同种液体中，__ _。

③根据实验序号1与5或2与6或3与7的数据，分析比较△F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系，可得出的初步结论是__ _。

④本实验中，圆柱体的重力为___牛，高度为_ __厘米。

练习9：（2019·东营）如图所示，物理兴趣小组用金属块研究浮力的实验。

（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是N。

（2）比较（填字母代号）三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关。（3）比较（填字母代号）三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关。

（4）金属块的密度为 kg/m3。

（5）在实验中，排除测量误差因素的影响，兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受到的浮力，请指出实验操作中可能造成这种结果的原因：。

（6）纠正了错误，继续实验，兴趣小组得出结论：物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力。有同学对此结论提出质疑，他认为仅采用浸没的金属块做实验不具备普遍性，使用漂浮的蜡块做实验未必遵循以上结论。针对这个质疑，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、蜡块、细线、量筒、烧杯、小木块、小桶、轻质塑料袋（质量可忽略）、适量的水。请你根据需要选择器材并设计实验，研究使用漂浮的蜡块做实验是否遵循兴趣小组所得出的结论。

实验器材：。

实验步骤：。

分析与论证：。

练习10：（2018·云南）一般情况下，人在水中会下沉，在死海中却能漂浮在水面上。为此，小李同学猜想：浮力的大小可能跟液体的密度有关。为了检验这个猜想，他设计了如图所示的实验进行探究：

（1）铝块在水中受到的浮力F浮=N。

（2）比较图乙、丙两图中铝块所受浮力的大小，小李同学得出浮力的大小与液体的密度无关的结论，你认为这个结论是（选填“正确“或“错误”）的，原因是。

（3）小赵同学认为用以下方法检验更为简便：将同一个新鲜鸡蛋依次轻放入盛有水和浓盐水的烧杯中，看到鸡蛋在水中下沉，在浓盐水中悬浮如图丁所示。分析鸡蛋受力可知，在水中下沉是因为它受到的浮力（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力；在浓盐水中悬浮时，根据的知识可得，鸡蛋受到的浮力（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力，从而可以得出结论：浮力的大小与液体的密度（选填“有关”或“无关”）。

练习11：（2018·达州）小陈同学在老师的指导下完成了以下实验：

①用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力，如图甲所示；

②用手拿着这个盖紧的瓶盖的空玻璃瓶浸没在水中，放手后发现玻璃瓶上浮；

③将一个铁块装入玻璃瓶并盖紧盖子，放入水中放手后发现玻璃瓶下沉；

④取出玻璃瓶并擦干瓶上的水，挂在弹簧测力计上，保持玻璃瓶竖直，然后从图乙所示位置

慢慢浸入水中，并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与玻璃瓶下表面浸入水中深度h

的关系图像如图丙所示：

（1）装有铁块的玻璃瓶全部浸没在水中时受到的浮力是__________N．

（2）BC说明物体受到的浮力大小与浸没的深度____________（选填“有关”、“无关”）．

（3）在第②操作步骤中空玻璃瓶浸没在水中受到的浮力为________N．

（4）小陈认真分析以上实验数据和现象后发现，物体的沉浮与物体的重力和所受浮力有关，

其中上浮的条件是______ __。

（5）若圆柱形容器的底面积为100cm2，在乙图中，当玻璃瓶浸没后，水对容器底的压强增

加了________Pa。

（6）细心的小陈同学发现玻璃瓶上还标有100ml的字样，于是在装有铁块的玻璃瓶内装满

水并盖上瓶盖，再用弹簧测力计测出总重力，如图丁所示，此时弹簧测力计示数为3.1N，

根据以上数据他算出了铁块的密度为____________kg/m3。

练习12：（2018?北京）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（ρA＞ρ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F1。

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F2。

③，静止时记录弹簧测力计的示数为F3。

（2）由F1﹣F2F1﹣F3（选填”=“或“≠”），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”。