2023年中考物理熱點復習：與浮力有關的關驗(精講)

實驗一探究浮力大小與哪些因素有關

實驗器材彈簧測力計、物體(P物＞P澹)、燒杯、水、鹽水等

Ijjoi

實驗裝置&?≡*曲&

(a)(b)(c)(d)(e)

(1)測量物體所受的重力,如圖(a)

(2)把物體浸沒在水中不同深度處,分別讀出彈簧測力計的示數,如圖

(c)(d)所示

實驗步驟(3)讓物體浸在水中的體積逐漸變大,分別讀出彈簧測力計的示數,如

圖(b)(c)所示。

(4)把同一物體浸沒在密度不同的液體中，分別讀出彈簧測力計的示

數,如圖(d)(e)所示。

控制變量法。

(1)探究浮力與物體浸在液體中的體積的關系:控制物體浸在同一液體

中，改變物體浸在液體中的體積。

實驗方法(2)探究浮力的大小與液體密度的關系:控制物體浸在液體中的體積和

深度不變,改變液體的密度。

(3)探究浮力與浸沒的深度的關系:控制物體浸沒在同一液體中，改變

物體浸沒的深度。

物體在液體中所受浮力的大小,跟它浸在液體中的體積有關、跟液體

實驗結論的密度有關。物體浸在液體中的體積越大、液體的密度越大,浮力就

越大。浮力的大小與浸沒在液體中的深度無關。

實驗二、探究浮力大小與物體排開液體所受重力的關系

實驗器材彈簧測力計、物體(P物＞P濯)、溢水杯、小桶、細線、水、鹽水。

f^^

-Π

uΠH

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實驗裝置?AΔ

B□

?

甲

乙

丙T

(1)測量物體排開液體受到的重力的方法：

先測出空桶重Gi,如圖丁,再測出桶和溢出水的總重Ga如圖丙，則排開的液

實驗過程體所受重力G)*=G2—Gi。

(2)用稱重法測浮力:F浮=G-F拉，如圖甲、乙。

(3)比較F浮與Gt"的大小得出結論

實驗結論浸在液體中的物體所受浮力大等于它排開的液體所受的重力，即F浮=GW

典例講解

例1.物理興趣小組在進行“探究浮力的大小與哪些因素有關“實驗中，用彈簧測力計掛著一實心

圓柱體，以下圖a、b、c、d、e分別為實驗情景。(g取IONzkg)

(1)通過a、C兩次實驗，可知物體浸沒在水中所受浮力大小是

(2)通過、兩次實驗，可探究物體所受浮力大小與浸沒深度的關系；

(3)通過比較b、C兩次實驗，可以探究浮力大小與的關系；

(4)通過c、e兩次實驗，可探究物體所受浮力大小與的關系；

(5)在某種液體中進行探究的過程中，記錄實驗數據，得到如圖f所示彈簧測力計讀數與圓

3

柱體下表面浸入深度的關系圖像，則該液體的密度為kg∕mi

(6)通過計算可以知道物體的密度是kg∕m3,圓柱體高度為cm。

【分析】（I）根據稱重法求出物體在水中受到的浮力；

（2）探究物體所受浮力大小與浸沒深度是否有關，需控制物體排開液體的體積和液體的密度

不變，據此分析；

（3）分析b、C兩次實驗，找出相同量和不同量，根據稱重法測浮力：F浮=G-F知所受浮力

的不相同，據此分析；

（4）分析c、e兩次實驗，找出相同量和不同量，根據稱重法測浮力：F浮=G-F知所受浮力

的不相同，據此分析；

（5）求出物體在液體中的浮力的大小，由于物體全部浸沒在兩種液體中，排開的液體的體積

是相同的，根據阿基米德原理列出關系式，求出液體的密度；

（6）根據圖中數據應用稱重法算出物體受到的浮力，根據阿基米德原理得出圓柱體排開水的

體積，進而得出圓柱體的體積，由密度公式算出圓柱體的密度，由圖像得出圓柱體的高度。

【解答】解：（1）通過a、C兩次實驗知，物體在水中受到的浮力為：

F滓C=G-Fc=2N-I.5N=0.5N;

（2）探究物體所受浮力大小與浸沒深度是否有關，需控制物體排開液體的體積和液體的密度

不變：分析c、d兩次實驗，當物體都塊浸沒在水中后，物體浸沒的深度不同，故可探究物體

所受浮力大小與浸沒深度是否有關；

（3）由圖b、C所示實驗可知，液體密度相同，物體排開液體的體積不同，該實驗可以探究浮

力大小與排開液體體積的關系；

（4）由圖c、e所示實驗可知，物體排開液體的體積相同而液體密度不同，該實驗可以探究浮

力大小與液體密度的關系；

（5）實驗步驟C中，物體受到的浮力為：F浮c=O.5N;

實驗步驟e中，物體受到的浮力為：F浮e=G-Fe=2N-1.6N=0.4N;

因物體均浸沒，所以V排水=V怵液，

根據阿基米德原理可知：-?-=-?-;

P水gP液g

所以該液體的密度為：

3333

Pjg=?1XP水=×1.0×lOkg∕m=0.8X10kg∕m；

F浮Cθ?5N

（6）由稱重法知物體受到的浮力為:

F浮=G-Ff=2.0N-1.6N=0.4N,

根據阿基米德原理F浮=P淞gV"知圓柱體的體積為：

V=V排=F浮.=------------------------------=5×10^5m3,

P液g0.8×103kg∕m3×IONZkg

圓柱體的密度為：

P=—=—^-=-----------2?°”--------------=4×103kg∕m3;

V≡v10N∕kg×5×10-5m3

由上述實驗數據還知道，當深度為4cm時，彈簧測力計的示數不再減小，說明圓柱體的高度

為4cmo

故答案為：(1)O.5N；(2)c、d；(3)排開液體體積；(4)液體密度；(5)O.8×IO3;(6)4×

IO3;4?

例2.小紅設計了如圖所示的實驗來探究“浮力的大小跟排開液體所受重力的關系”。

(1)實驗的最佳順序是。

A.甲、乙、丙、丁

B.丁、甲、乙、丙

C.乙、甲、丁、丙

(2)圖乙中物體受到的浮力是N,物體排開水的重力是No通過實驗可得到

的結論是：浸在液體中的物體，受到的浮力大小等于它。

(3)以下情況會影響結論的是o

A.圖甲中水面未到達溢水杯的溢水口

B.圖乙中物體未全部浸沒在水中

(4)將圖乙中的水換成酒精(PiS精=O?8Xlθ3kg∕m3),物體受到的浮力。(填“變大”

，，變小”或“不變”)

(5)小紅利用上述實驗中的器材和木塊，探究“漂浮在液面上的物體所受浮力的大小是否遵

循阿基米德原理”，實驗過程中步驟不需要彈簧測力計。(填“甲”“乙”“丙”或“丁”)

【分析】（1）分別讀出空桶的重力、物體的重力、物體浸沒水中時彈簧測力計的示數、桶和溢

出水的重力，桶和溢出水的重力與空桶的重力之差即為排開水的重力；

（2）物體所受的浮力等于物體的重力減去浸入液體時彈簧測力計的示數；物體排開液體的重

力等于桶和排開水所受的重力減去空桶的重力，然后比較浮力和排開水所受的浮力得出結論;

（3）溢水杯的水沒裝滿，會使溢出的水的重力偏小；

（4）根據阿基米德原理F浮=PiβgV排分析解答；

（5）物體漂浮在水面上時受到的浮力等于物體的重力，此時不需要用彈簧測力計提著木塊,

據此分析圖示答題。

【解答】解：（1）最合理的實驗順序是：

丁、測出空桶的重力；甲、測出物體所受到的重力；乙、把物體浸在裝滿水的溢杯中，測出測

力計的示數；丙、測出桶和排開的水受到的重力；

故正確順序為：丁、甲、乙、丙，故B正確；

（2）空氣中物體的重力為G=2N;水中彈簧測力計的示數為F'=IN,

物體在水中受到的浮力為：F浮=G-F'=2N-IN=IN：

由圖丁可知，空桶的重力G桶=0.5N,

由圖丙可知，水和桶的重力G總=1.5N,

所以溢出水的重力為：G