實驗16驗證阿基米德原理

實驗梳理

實驗：驗證阿基米德原理

【實驗目的】驗證阿基米德原理

【實驗設計】

①測出物體在②測出空桶③物體浸在水中，④測出小桶和排開的

空氣中重力G的重力G麗讀出測力計的示數產水的總重力G總

【實驗器材】彈簧測力計、物體(p物＞0液)、溢水杯、小桶、細線、水、鹽水

【進行實驗與收集證據】

(1)用細線將空小桶系好，掛在彈簧測力計下，測出其所受的重力Gts；

(2)用細線將小石塊系住，掛在彈簧測力計下，測出小石塊所受的重力G石；

(3)將溢水杯裝滿水，再將小桶放在溢水杯的溢水口下，使溢出的水剛好能流入小桶；

(4)將小石塊慢慢放入水中，讀出此時彈簧測力計的示數R則小石塊受到的浮力P浮=6萬一R

(5)測出小桶和排開的水所受的總重力G總，則排開的水所受的重力G排=G.B—G桶；

(6)換用不同質量的小石塊，重復上述實驗步驟，再做幾次，并將實驗數據填入表格中：

實驗次數G楠/NG石/NF/NG總/NF浮/NG排/N

1

2

3

【分析論證】

實驗次數G楠/NG石/NF/NG總/NF浮/NG排/N

11.02.01.02.01.01.0

21.02.81.42.41.41.4

31.03.61.82.81.81.8

由實驗序號1(或2或3),可以計算物體受到的浮力為：Fff=G-F-=1.5N-O.5N=1N

排開液體所受的重力為：GGGt#=2.2N-1.2N=lN

可見：尸浮=G排

【實驗結論】物體在液體中受到的浮力大小與它排開的液體所受的重力大小相等。

考向點撥

____________________4

《驗證阿基米德原理》常考問題：

(1)彈簧測力計的使用：彈簧測力計使用前要調零及認清分度值、量程,同時拉動一下掛鉤。

(2)實驗目的：驗證浸在液體中的物體受到浮力，大小等于物體排開液體的重力，即F祈G排濃。

(3)如何測得浮力的大小：通過稱重法得到，即Ft=G物一F拉

(4)如何測得排開水的重力：G排泄=6桶+水一G植

(5)實驗中，物塊的選擇有什么要求：①不能太重，以免超過彈簧測力計的量程;②物塊體積不能

太小。如物塊體積為lOcn?,浸沒在水中受到浮力為0.1N,若彈簧測力計分度值為0.2N,則上面兩公式

中的F浮和G排液無法準確測量。③不能吸水；物塊的密度大于水的密度等。

(6)為準確測得G排泄，溢水杯中一,定要裝滿水,否則測得G排液將偏小。

(7)物塊不需要浸沒到水中,但物塊浸入水中要緩慢，防止有水濺出。

(8)實驗結論：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。

(9)看圖排出合理的實驗步驟：丙甲丁乙。

先分別測出空桶的重力和物體的重力，再將物體浸沒在液體中讀出彈簧測力計的示數，最后測出桶

與排出液體的總重力。

G

(10)可以計算物體完全浸沒時的體積：%=%=?"、物體的密度：夕=_5—=g"

P液g”浮F浮

P液g

(11)實驗改進：該實驗可通過多種生活化物品完成探究，因此利用各種物品對該實驗進行改進并

完成液體或固體密度的測量是本實驗的重點和難點。

可典例精析)

【典例1】

某實驗小組做“探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關系”實驗。

實驗步驟ABCD

彈簧測力計的示數/N3.23.61.20.8

【設計實驗與進行實驗】

(1)進行實驗前應對彈簧測力計進行調零。

(2)小華在進行實驗時的部分實驗操作如上圖所示，遺漏的主要步驟

是。若將遺漏的步驟標注為D,最合理的實驗步驟順序是

(用實驗步驟對應的字母表示)。

(3)小明進行實驗并把數據記錄在上面表格中。從表中數據可知，石塊受到的浮力是

N,排開液體的重力是N?

【分析與論證】分析實驗數據，可得出實驗結論：浸在液體中的物體所受的浮力大小

物體排開液體所受的重力。

【典例2】

為了探究浮力的大小跟排開的液體所受重力的關系，小明做了如圖甲所示的實驗。

(1)實驗前彈簧測力計要及認清分度值、量程，同時拉動一下掛鉤；

(2)如圖甲所示，石塊的重力是N,排開液體的重力是No得到的結論是：浸沒在液體

里的物體，受到的浮力的大小排開液體所受的重力；

(3)請你根據圖中的實驗數據，計算出石塊的密度為kg/m3；

(4)學習結束后，小組反復討論，改進了老師的實驗，改進后的實驗裝置如圖乙所示，其中A、B

是彈簧測力計，C為重物，D為薄塑料袋(質量不計)，E是用廢棄的大號飲料瓶、帶孔橡皮塞和彎曲

玻璃管自制的溢水杯，杯中加入紅色的水，F是可升降平臺，G為鐵架臺。

①實驗前，在選擇A、B兩個彈簧測力計時，很多同學認為選擇任何規格的彈簧測力計都可以，

而小軍同學認為應選擇(選填“規格相同”或“規格不同”)的彈簧測力計；

②實驗中，同學們逐漸調高平臺F,使重物浸入水中的體積越來越大，觀察到彈簧測力計A的示

數(選填“增大”“減小”或“不變”)。比較彈簧測力計A的示數變化量八｛和彈簧測力計B的示數

變化量它們的大小關系是△&(選填“>”“〈”或“=")八”。

4r對點練習)

【訓練1】

小麗在家利用小桶、彈簧測力計、水、帶溢水口的容器等器材探究阿基米德原理，其中桶A是圓

柱形。

甲乙丙丁

(1)上圖中是小麗操作的各個步驟，你認為最佳的操作順序是;

A.乙、丙、甲、丁B.甲、丁、乙、丙

C.乙、甲、丙、丁D.乙、丙、丁、甲

(2)將桶A輕放入盛滿水的溢水杯中，用桶B接住溢出的水，如圖丙所示，則空桶A受到的浮力為

N；

(3)測出桶B和溢出水的總重力，如圖丁所示，則桶A排開水的重力(選填“大于”“小于”或

“等于")桶A受到的浮力；

(4)接著小麗往桶A中加入沙子進行實驗，得到4組數據，記錄數據的表格如下，其中有明顯錯誤

的是第次實驗的數據；

次序1234

桶A與沙子的總重力/N2.42.83.23.4

桶B與水的總重力/N4.04.44.65.0

(5)實驗中，加入的沙子越多，桶A浸入水中就越(選填“深”或“淺”)，說明在液體密度一

定時，浮力隨排開液體體積的增大而（選填“增大”或“減小”）。

【訓練2】

小明設計了兩個實驗來驗證“阿基米德原理”。

實驗一：

研究對象是密度大于水的合金塊，實驗步驟如圖甲所示，彈簧測力計在4個步驟中的示數分別為

G物、K、尸2、G空桶。

甲乙

⑴按圖甲中的順序測出的排出水的重力將（選填“偏大'或“偏小”）。

（2）圖甲中合理的實驗順序是（填序號）。

（3）當實驗中的測量結果滿足G物-=F2-時（均用圖中測力計示數表示），說明物體

浸沒在水中時阿基米德原理成立。

（4）按照合理的順序進行實驗，下列情況會影響驗證結果的是（填字母）。

A.溢水杯內未盛滿水

B.合金塊未全部浸入水中

C.合金塊浸入水中過深（不碰到容器底）

（5）該實驗中小明用了圖乙中的彈簧測力計，實驗前有A、8兩個合金塊（A.lOcn?、

8g/cm3B.40cm3、8g/cm3）可供選擇。

他應選。原因是O

實驗二：

小明繼續用密度小于水的物塊C來研究，他設計了如下步驟。

A.用天平測量物塊C的質量加。

B.在量筒中注入適量的水，記錄水的體積匕。

C.將物塊C放入量筒中，當其漂浮時，記錄量筒此時的讀數%。

當/=〃zg=（利用題中所測及常用物理量符號表示，水的密度為。水）成立時，說明物體

在水中處于漂浮狀態時阿基米德原理也是成立的。

【訓練3】

某物理興趣小組利用彈簧測力計、水、小石塊(不吸水)、溢水杯、小桶、細線等實驗器材探究

浮力的大小與排開液體所受的重力的關系。

(1)如圖所示的甲、乙、丙、丁四個實驗步驟，最合理的實驗順序是;

s

OB

Q9

6G

AI

§A

3

丙

丁

乙BT-

(2)興趣小組的同學換用不同的物體(不吸液體)和液體按科學合理的順序進行了多次實驗，通過

實驗得出1-瑪=(用線、B、舄、瑞表示)，從而驗證了阿基米德原理的正確性；

(3)若在甲步驟中，忘記將溢水杯中液體裝滿，其他步驟無誤，則會得出/(選填“>”、

或G排(小桶中液體所受重力)的結論;

(4)興趣小組的同學換用不同的物體(不吸液體)和液體進行了多次實驗，其目的是.

【訓I練4】

興趣小組利用彈簧測力計、物塊、溢水杯、小桶、鐵架臺等器材驗證阿基米德原理。(細線的質

量和體積均忽略不計)

(1)使用彈簧測力計前，要將指針調在位置。

(2)實驗中所用物塊的重力為.N。

(3)同學們發現溢水杯中未裝滿水，如圖甲所示，這樣實驗會使測得的溢出水的重力.

(選填“偏大”或“偏小”)。

(4)溢水杯裝滿水后，將物塊浸沒在水中，如圖乙所示，物塊受到的浮力為N,物塊受

到的浮力大小與它排開水所受的重力大小

（5）繼續實驗，將物塊浸沒在裝滿酒精的溢水杯中，如圖丙所示，發現月〉工，說明物塊受到的浮

力大小與有關。圖丙溢水杯中酒精的密度為kg/m3。

【訓練5】

某實驗小組按照如圖所示的步驟，探究浮力的大小與排開液體所受重力的關系。

（1）先用分別測出空桶和石塊的重力，其中石塊的重力大小為N；

（2）把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯中，石塊受到的浮力大小為N?石塊排開的水所受的

重力可由___________（填字母代號）兩個步驟測出；

（3）由以上步驟可初步得出結論：浸在水中的物體所受浮力的大小排開水所受的重力

（選填“大于”“等于”或“小于”）；

（4）若溢水杯的水沒有裝滿，則會導致本實驗測量的尸浮G辨（選填“大于”、“等于”或

“小于”）。

【訓練6】

在“驗證阿基米德原理”的實驗中，小明設計的實驗報告（部分）如下，請填寫空格處的內容。

實驗目的：定量研究浸沒在液體中的物體受到的浮力與它排開液體之間的關

系。

實驗器材：金屬塊、細線、量筒、、和適量的水等。

實驗步驟：

1.記下金屬塊懸掛在空氣中時彈簧測力計的示數居；

2.在量筒中盛適量的水，記下水面示數乂；

3.將金屬塊完全浸沒在水中，記下水面示數匕、彈簧測力計的示數歹2；

4.用表示物體所排開液體的體積（用字母表示）；

5.用表示物體所受的浮力（用字母表示）……

【訓練7】

某實驗小組利用彈簧測力計、小石塊、溢水杯等器材，探究“浮力的大小與排開液體所受重力的關

甲乙丙戊

（1）彈簧測力計使用前要先進行豎直___________;

（2）探究實驗的實驗步驟如圖中甲、乙、丙、丁所示，合理的實驗順序是；

（3）把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯中，石塊受到的浮力大小為N,所測出排出水的重力為一

N；

（4）由以上步驟可初步得出結論：浸在水中的物體所受浮力的大小等于它；

（5）以下情況會影響結論的是」

A.未放入石塊前溢水杯中水面未到達溢水口B.圖甲中物體未全部浸沒在水中

（6）小明將裝滿水的溢水杯放到電子秤上，再用細線掛著鋁塊，將其緩慢浸入溢水杯中如圖戊所

示，在鋁塊浸入水的過程中（始終不碰到杯底），溢水杯底所受水的壓力,電子秤的讀

數=（均選填“變大”、“不變”或“變小”）

【訓練8】

在“驗證阿基米德原理’的實驗中，當討論到“如何測量G排？”時，小段提出：“可以將物體浸入裝滿

水的容器中，將溢出的水接住測量其重力大小就是G排的大小?！蹦阏J為小段的方法可行

嗎？o請闡述理由O

（a）溢水（b）測?。╟）測...（d）測石塊浸（e）測小桶和

杯和小桶桶的重力在水中時的重力排開水的重力

小周受到啟發后，提出可用如圖（。）器材進行優化。

①如圖（c）所示，是小周在使用測量石塊的o該儀器在使用前需沿力的

方向___________

②若圖中四個測量值耳、%、尸3、尼滿足關系式___________,則阿基米德原理將得到驗證。

③以下關于實驗過程中的操作，不會影響驗證結果的是o

A.圖（°）中溢水杯內未盛滿水B.圖（b）中小桶內有少量水

C.圖（d）中石塊未浸沒水中D.圖（d）中石塊碰到了容器底部

【訓練9】

同學們在學習了“阿基米德原理”后，仔細觀察了黃老師做的如圖（甲）所示的演示實驗。物理興

趣小組的同學們經過討論，提出阿基米德原理的成立，是否一定要以物體全部浸入液體為前提條件，

提出了一個新的實驗方案，并動手制作出了如圖（乙）所示實驗裝置，其中A、B為兩個規格相同的

彈簧測力計，C為重物，D為薄塑料袋（質量不計），E是自制的溢水杯，F是升降平臺（搖動手柄，

可使平臺高度緩慢上升、下降），G為鐵架臺。

⑴在“驗證阿基米德原理”的實驗過程，此實驗目的是為了驗證物體受到的與的關

系;

(2)在本實驗中，彈簧測力計在使用之前，必須先；

(3)如圖甲中，你認為最合理的實驗操作順序是(填寫實驗序號)；

(4)同學們逐漸調高平臺F,使重物浸入水中的深度越來越大，觀察到彈簧測力計A的示數先變小

后不變，此過程說明物體所受浮力大小與有關；

(5)多次記錄彈簧測力計A的示數變化量為AFA和彈簧測力計B的示數變化量\FB,并比較物體浸

入液體不同程度時，以上兩個變化量之間的大小關系，發現APB(選填或“=”)，

由此證明了阿基米德原理的成立______(選填“需要”或“不需要”)以物體全部浸入液體為前提條件。

【訓練10]

小融通過以下實驗探究“阿基米德原理”，選用了以下實驗器材：彈簧測力計、小吊桶、小石塊、

圓柱體、溢水杯、細線、小燒杯、鐵架臺、水。他們操作過程如圖1中a、b、c、d所示。

(1)由圖a得，石塊的重力為N；如圖1所示將石塊逐漸放入裝滿水的溢水杯中(石塊沒有與

杯底接觸)，溢水杯對鐵架臺底座的壓強(選填“變大”、“變小”或“不變”)；

(2)當小石塊浸沒在溢水杯中，溢出的水全部流入小燒杯，彈簧測力計的示數如圖c所示，把小燒

杯中的水全部倒入小吊桶中，此時彈簧測力計的示數如圖d所示，則排開的水的重力G排為N；

并計算出小石塊的密度為kg/m3；

(3)小融在完成d步驟后保持器材狀態繼續實驗，把彈簧測力計拆下，把小石塊放入裝有水的小吊

桶中(水不溢出)，然后把小吊桶放入溢水杯，發現小吊桶處于漂浮狀態，溢水杯中水溢出，這個過

程排出的水重為N(忽略小石塊所附帶的水)；

(4)一旁的小渝靈機一動，設計出了如圖2所示的測量圓柱體密度的方案，步驟如下：

圖2

①讓小空筒漂浮在盛滿水的溢水杯中:

②將圓柱體浸沒在水中，測得燒杯中水的體積為10mL,則圓柱體的體積為mL；

③將燒杯中10mL水倒掉，從水中取出圓柱體；

④將圓柱體放入小空筒，小空筒仍漂浮在水面，測得此時溢出水的體積為27mL；則圓柱體的密度

是kg/m3,在實驗步驟③和④中，將圓柱體從水中取出后（表面沾水）直接放入小空筒，測出的

圓柱體密度將（選填“偏大”、“偏小”或“不變”）。

4r真題感悟）

1.（2024?青海西寧）小西和同學們利用彈簧測力計、物塊、溢水杯、小桶和足量的水等實驗器

材，做“探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關系”的實驗，進行了如圖所示的操作。

（1）由兩圖得出物塊所受浮力7=N,再由另外兩圖得出物塊排開液體所受重力G排=IN,

可初步得出結論：浸在液體中的物體所受浮力的大小等于它排開的液體所受的重力；

（2）實驗時，若溢水杯中未裝滿水，則會導致測出的G排；

（3）為了得到更普遍的結論，接下來的操作中合理的是；

A,用原來的方案和器材多次測量求平均值

B.將物塊換成小石塊，用原來的方案再次進行實驗

（4）小組同學經過交流、評估和反思后，得出實驗步驟的星佳順序是；

（5）根據實驗數據，還可以計算出物塊的密度〃=kg/n?（g取10N/kg）；

（6）另一實驗小組將物塊換成可以漂浮在水面的木塊進行實驗，則（選填“能”或“不能”）得

到與（1）相同的結論。

2.（2024?山東濟南）小東在學習“阿基米德原理”時，發現老師研究的物體都是在液體里下沉的，

于是他想用木塊驗證“漂浮在液體中的物體所受浮力的大小電是否等于物體排開的液體所受重力的大小

G排”。

（1）小東在設計實驗時，通過推理得到了一種間接驗證的方法。推理過程如下：

因為木塊漂浮在水中，所以木塊所受浮力的大小心等于木塊所受重力的大小G木；

若要驗證。是否等于G排，只需驗證；

又因為G=mg,所以只需驗證m木是否等于機排

于是，小東找來了電子秤(可直接顯示物體質量)、溢水杯和小燒杯進行實驗，實驗步驟如下:

a、用電子秤測量木塊的質量機木；

b、用電子秤測量小燒杯的質量m杯；

c、把木塊輕輕放入裝滿水的溢水杯中，用小燒杯收集從溢水杯中被木塊排開的水;

d、用電子秤測量小燒杯和排開的水的總質量加總；

(2)實驗數據記錄如表所示：

木塊質量小燒杯質量杯、水總質量排開水的質量

研究對象

*/g%/gm總館%/g

木塊8038118

分析表格中的實驗數據，得出結論：漂浮在液體中的物體所受浮力的大小牛與物體排開的液體所

受重力的大小G排

(3)在和同學交流分享時，小華認為以上實驗過程可以更加簡化，如圖乙所示，只需將裝滿水的溢

水杯放在電子秤上，將木塊輕輕放入溢水杯的同時用手拿著小燒杯收集排開的水，等溢水杯中不再有

水溢出時，拿走小燒杯，若觀察到,即可得到%=G排；

(4)小明梳理小東的推理過程時發現，下沉的物體不能通過“冽物是否等于叫「'間接驗證"七是否等

于G排"，原因是o

3.(2023?天津)在學習“阿基米德原理”時，可用“實驗探究”與“理論探究”兩種方式進行研究；請

你完成下列任務：

【實驗探究】

通過下圖所示的實驗，探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關系，由實驗可得結

論,這就是阿基米德原理；

【理論探究】

第一步：建立模型——選取浸沒在液體中的長方體進行研究，如下圖所示;

第二步：理論推導——利用浮力產生的原因推導阿基米德原理；

請你寫出推導過程，提示：推導過程中所用物理量需要設定（可在下圖中標出）；

【原理應用】

水平桌面上有一底面積為加的柱形平底薄壁容器，內裝質量為m的液體；現將一個底面積為邑的

金屬圓柱體放入液體中，圓柱體靜止后直立在容器底且未完全浸沒（與容器底接觸但不密合），整個

過程液體未溢出；金屬圓柱體靜止時所受浮力/=o

4.（2022?山東威海）在學習了浮力知識后，小明進一步探究浮力的有關問題：

實驗一：探究漂浮物體受到的浮力大小與物體排開液體重力的關系。

（1）實驗步驟如下：（gk=L0xl03kg/m3,gION/kg）

步驟1：如圖甲所示，用彈簧測力計測量物體的重力為0.96N；

步驟2：如圖乙所示，在量筒中倒入適量的水；

步驟3：如圖丙所示，將物體輕輕放入量筒中，發現物體漂浮在水面上，由此可知物體所受浮力大

小為N；

步驟4：觀察量筒中水面的變化情況，通過計算可知物體排開水的重力為N；

綜合分析實驗數據可得到的結論是。

0.96N

乙丙

實驗二：探究浮力大小與液體密度的關系。

(2)小明又將該物體分別放入兩種不同的液體中，得到的實驗數據如表1所示，他分析數據得出

結論：液體密度越大，物體受到的浮力也越大。小紅認為小明的實驗不合理，她判斷的理由

是___________

表1

液體的密度物體排開液體的體積物體狀物體受到的浮力

液體3

(g/cn?)(cm)態(N)

液體10.85100沉底0.80

液體21.280漂浮0.96

(3)該物體在液體1中處于沉底狀態，說明物體的密度(選填“大于”“小于”或“等于”)液體1

的密度；若使該物體在液體1中上浮，你的方法是(寫出一種即可)。

實驗16驗證阿基米德原理

實驗梳理

實驗：驗證阿基米德原理

【實驗目的】驗證阿基米德原理

【實驗設計】

00

9-

11F1=0.5N

22

?G桶=L2N

F=1.5N33

44

55

①測出物體在②測出空桶③物體浸在水中，④測出小桶和排開的

空氣中重力G的重力讀出測力計的示數尸水的總重力GB

【實驗器材】彈簧測力計、物體(p物〉p液)、溢水杯、小桶、細線、水、鹽水

【進行實驗與收集證據】

(1)用細線將空小桶系好，掛在彈簧測力計下，測出其所受的重力G桶；

(2)用細線將小石塊系住，掛在彈簧測力計下，測出小石塊所受的重力G石；

(3)將溢水杯裝滿水，再將小桶放在溢水杯的溢水口下，使溢出的水剛好能流入小桶；

(4)將小石塊慢慢放入水中，讀出此時彈簧測力計的示數R則小石塊受到的浮力尸浮=G后—E

(5)測出小桶和排開的水所受的總重力G總，則排開的水所受的重力GHFG總一Gt#；

(6)換用不同質量的小石塊，重復上述實驗步驟，再做幾次，并將實驗數據填入表格中：

實驗次數G桶/NG石/NF/NG總/NF浮/NG排/N

1

2

3

【分析論證】

實驗次數G桶/NG石/NF/NG總/NF浮/NG排/N

11.02.01.02.01.01.0

21.02.81.42.41.41.4

31.03.61.82.81.81.8

由實驗序號1(或2或3),可以計算物體受到的浮力為：尸浮=G-尸-=1.5N-O.5N=1N

排開液體所受的重力為：Gft=G&-Gtt=2.2N-1.2N=lN

可見：Fn-G#

【實驗結論】物體在液體中受到的浮力大小與它排開的液體所受的重力大小相等。

考向點撥

《驗證阿基米德原理》?？紗栴}：

(1)彈簧測力計的使用：彈簧測力計使用前要調零及認清分度值、量程,同時拉動一下掛鉤。

(2)實驗目的：驗證浸在液體中的物體受到浮力，大小等于物體排開液體的重力，即F諄=G排泄。

(3)如何測得浮力的大小：通過稱重法得到，即F浮=6物一F拉

(4)如何測得排開水的重力：G排泄=Gt?+水—G桶

(5)實驗中，物塊的選擇有什么要求：①不能太重，以免超過彈簧測力計的量程;②物塊體積不能

太小。如物塊體積為lOcnP,浸沒在水中受到浮力為0.1N,若彈簧測力計分度值為0.2N,則上面兩公式

中的F浮和G排液無法準確測量。③不能吸水；物塊的密度大于水的密度等。

(6)為準確測得Gi?,溢水杯中一定要裝滿水,否則測得G排液將偏小。

(7)物塊不需要浸沒到水中,但物塊浸入水中要緩慢，防止有水濺出。

(8)實驗結論：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受的重力。

(9)看圖排出合理的實驗步驟：丙甲丁乙。

先分別測出空桶的重力和物體的重力，再將物體浸沒在液體中讀出彈簧測力計的示數，最后測出桶

與排出液體的總重力。

G

(10)可以計算物體完全浸沒時的體積：咻=%=-^、物體的密度：夕=_5一=9維

p液g一浮與孚

p液g

cm實驗改進：該實驗可通過多種生活化物品完成探究，因此利用各種物品對該實驗進行改進并

完成液體或固體密度的測量是本實驗的重點和難點。

r典例精析)

【典例1】

某實驗小組做“探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關系”實驗。

實驗步驟ABCD

彈簧測力計的示數/N3.23.61.20.8

【設計實驗與進行實驗】

(1)進行實驗前應對彈簧測力計進行調零。

(2)小華在進行實驗時的部分實驗操作如上圖所示，遺漏的主要步驟

是。若將遺漏的步驟標注為D,最合理的實驗步驟順序是

(用實驗步驟對應的字母表示)。

(3)小明進行實驗并把數據記錄在上面表格中。從表中數據可知，石塊受到的浮力是

N,排開液體的重力是N?

【分析與論證】分析實驗數據，可得出實驗結論：浸在液體中的物體所受的浮力大小

物體排開液體所受的重力。

【答案】測空桶的重力DBAC0.40.4等于

【解析】(2)[1]本實驗需要測量排開液體所受的重力，結合其他實驗步驟可知，缺少的主要步驟

是測量空桶所受的重力，這樣才能結合步驟C得到排開液體所受的重力。

[2]為保證實驗結果的準確性，減小誤差，應當先測量空桶與小石塊的重力，再將小石塊放入水

中，最后測量排開液體與小桶的總重力從而得到排開液體的重力，所以正確的順序為DBAC。

(3)[3]由實驗步驟和表中數據可知，石塊所受重力為3.6N,在步驟A中，石塊受到拉力、浮力

與重力的作用，受到的拉力為3.2N,根據稱重法可知石塊受到的浮力是

耳孚=穌-4=3.6N-3.2N=0.4N

[4]由步驟C與步驟D可知，排開液體與小桶的總重力為1.2N,空桶的重力為0.8N,所以排開液

體所受重力為6排=及-穌=1.2N-0.8N=0.4N

[5]根據計算結果可知浸在液體中的物體所受的浮力大小等于物體排開液體所受的重力。

【典例2]

為了探究浮力的大小跟排開的液體所受重力的關系，小明做了如圖甲所示的實驗。

(1)實驗前彈簧測力計要及認清分度值、量程，同時拉動一下掛鉤；

(2)如圖甲所示，石塊的重力是N,排開液體的重力是N?得到的結論是：浸沒在液體

里的物體，受到的浮力的大小排開液體所受的重力；

(3)請你根據圖中的實驗數據，計算出石塊的密度為kg/m3；

(4)學習結束后，小組反復討論，改進了老師的實驗，改進后的實驗裝置如圖乙所示，其中A、B

是彈簧測力計，C為重物，D為薄塑料袋(質量不計)，E是用廢棄的大號飲料瓶、帶孔橡皮塞和彎曲

玻璃管自制的溢水杯，杯中加入紅色的水，F是可升降平臺，G為鐵架臺。

①實驗前，在選擇A、B兩個彈簧測力計時，很多同學認為選擇任何規格的彈簧測力計都可以，

而小軍同學認為應選擇(選填“規格相同”或“規格不同”)的彈簧測力計；

②實驗中，同學們逐漸調高平臺F,使重物浸入水中的體積越來越大，觀察到彈簧測力計A的示

數(選填“增大”“減小”或“不變”)。比較彈簧測力計A的示數變化量△々和彈簧測力計B的示數

變化量它們的大小關系是A&(選填或“=")八&。

【答案】(1)調零

(2)3.21.6等于

(3)2x103

⑷規格相同減小=

【解析】(1)根據彈簧測力計的使用方法可知，實驗前彈簧測力計要進行調零，并看清分度值、

量程，同時拉動一下掛鉤。

(2)[1]由圖甲可知，用彈簧測力計測石塊重力時，彈簧測力計的示數為3.2N,則石塊的重力為

3.2N。

[2]由圖甲可知，空桶的重力為G桶=0.6N,桶和排開液體的重力為G桶+液=2.2N,則排開液體的重

力是G排液=功甬=2.2N-0.6N=1.6N

[3]由稱重法可知，石塊受到的浮力為琮=G-得=3,2N-1.6N=1.6N

由此可得浸沒在液體里的物體，所受到的浮力的大小等于排開液體所受到的重力。

(3)石塊的質量為%塊==0.32kg

石塊浸沒在液體中，石塊的體積等于排開液體的體積，則石塊的體積為

________L6N________

=l.exlO^m3

1.0xl03kg/m3xl0N/kg

石塊的密度為2=生迭=2x103kg/m3

V1.6x10m

(4)①[1]實驗中為了測量的結果更加精確，所以應選用規格相同的彈簧測力計。

②⑵當重物浸入水中的體積越來越大，由咻可知，物體所受的浮力越來越大，對彈簧

測力計的拉力逐漸變小，即彈簧測力計的示數會變小。

[3]彈簧測力計A的示數變化量等于物體所受的浮力，彈簧測力計B的示數變化量等于排開液體所

受的重力，根據阿基米德原理可知這兩個彈簧測力計示數的變化量剛好相等。

41對點練習)

【訓練1】

小麗在家利用小桶、彈簧測力計、水、帶溢水口的容器等器材探究阿基米德原理，其中桶A是圓

柱形。

甲乙丙丁

(1)上圖中是小麗操作的各個步驟，你認為最佳的操作順序是;

A.乙、丙、甲、丁B.甲、丁、乙、丙

C.乙、甲、丙、丁D.乙、丙、丁、甲

(2)將桶A輕放入盛滿水的溢水杯中，用桶B接住溢出的水，如圖丙所示，則空桶A受到的浮力為

N；

(3)測出桶B和溢出水的總重力，如圖丁所示，則桶A排開水的重力(選填“大于”“小于”或

“等于")桶A受到的浮力；

(4)接著小麗往桶A中加入沙子進行實驗，得到4組數據，記錄數據的表格如下，其中有明顯錯誤

的是第次實驗的數據；

次序1234

桶A與沙子的總重力/N2.42.83.23.4

桶B與水的總重力/N4.04.44.65.0

(5)實驗中，加入的沙子越多，桶A浸入水中就越(選填“深”或“淺”)，說明在液體密度一

定時，浮力隨排開液體體積的增大而(選填“增大”或“減小”)。

【答案】⑴C

(2)2

⑶等于

(4)3

(5)深增大

【解析】(1)阿基米德原理的探究過程中需要先分別測量物體的空桶的重力和重力，然后將物體

浸沒在溢水杯中，最后測量桶和水的總重力，因此正確的順序是乙、甲、丙、丁，故C符合題意，

ABD不符合題意。

故選Ca

(2)丙圖中空桶A漂浮，受到的浮力與其重力大小相等，據甲圖可知空桶A受到的重力為2N,

則空桶A受到的浮力為2N。

(3)據乙圖可得空桶B的重力為1.6N,丁圖中排出水和桶B的總重力為3.6N,貝U桶A排開水的

重力為G排=3.6N-1.6N=2N

可得物體排開水的重力等于物體受到的浮力。

(4)桶A中加入沙子進行實驗時，裝有沙子的桶A在水中仍然處于漂浮狀態，則排開水的重力

等于桶A受到的浮力，也等于桶A和沙子受到的總重力，第3組數據中

G排=G,Q-G桶B=4.6N-1.6N=3N

不等于桶A與沙子的總重力3.2N,則該組數據是錯誤的。

(5)山⑵沙子越多則越重，排開水的體積越多，受到的浮力越大，桶A浸入水中深度就越深，

因此可以得到在液體密度一定時，浮力隨排開液體體積的增大而增大。

【訓練2】

小明設計了兩個實驗來驗證“阿基米德原理”o

實驗一：

研究對象是密度大于水的合金塊，實驗步驟如圖甲所示，彈簧測力計在4個步驟中的示數分別為

G物、F、、尸2、G空桶。

dNL

f=E

-

J-

l

-

-J-

--

-二

-l

-=

-

--

-3

-—

-3E

-

--

-

-

-

-

二

..;

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