专题4.2.4 探究浮力大小与哪些因素有关-【实验攻略】2025年中考物理新课标必做21实验及近年热考实验学案

这是一份专题4.2.4 探究浮力大小与哪些因素有关-【实验攻略】2025年中考物理新课标必做21实验及近年热考实验学案，共21页。学案主要包含了实验器材，实验装置，设计实验和进行实验，分析与论证，交流与讨论，答题空1等内容，欢迎下载使用。
【实验器材】烧杯、铁块、水、酒精、弹簧测力计等。
【实验装置】如图所示。
【设计实验和进行实验】如图所示。
1. 实验方法：控制变量法。
（1）用弹簧测力计提着同一物体，让物体浸入同种液体的体积不同，目的是探究浮力与 的关系。
（2）用弹簧测力计提着同一物体，分别浸没在不同液体中，目的是探究浮力与 的关系。
（3）用弹簧测力计提着同一物体，让物体分别浸没在同种液体的不同深度，目的是探究浮力与 的关系。
2. 实验过程：（1）分析图A、B、C可知，浮力大小与 有关，并得出结论：在 不变的情况下， 越大，物体所受浮力越大。
（2）分析图A、C、E可知，浮力大小与 有关，并得出结论：在 不变的情况下， 越大，物体所受浮力越大。
（3）分析图A、C、D可知，浮力大小与物体浸没后所处深度 （选填“有关”或“无关”）。实验注意事项：验证浮力的大小与所处深度的关系时，必须控制 和 相同。
【分析与论证】
3. 物体在液体中所受浮力的大小，跟它排开 有关，跟 有关。物体排开 越大， 越大，物体所受的浮力就越大。
4. 浮力大小与物体浸没在液体中的深度 （选填“有关”或“无关”）。
【交流与讨论】
5. 对F－h图像（如图10－13甲所示）、F浮－h图像（如图乙所示）的分析：随着物体逐渐浸入液体中，弹簧测力计的示数不断 ，浮力不断 ；物体完全浸没后，所处深度不断增加，弹簧测力计的示数 ，浮力 ⁠。
6. 正确理解F－h图像，通过图像可求出物体所受的重力、浮力，物体的密度、高度等。
7. 实验中换用不同液体并进行多次实验的目的： 。
8. 探究浮力的大小与物重的关系：选用体积相同，重力不同的物体，控制它们浸没在 液体中。
【物体排开液体体积 液体的密度 液体的深度 物体排开液体的体积 液体密度 物体排开液体的体积 液体密度 物体排开液体的体积 液体密度 无关 物体排开液体的体积 液体密度 液体的体积 液体的密度 液体的体积 液体的密度 无关 减小 变大 不变 不变 使结论更具有普遍性 同一 】
提分专训
探究浮力的影响因素及液体压强的特点
1．如图甲、乙所示是某同学用实验探究浮力大小的实验过程。
(1)图甲是探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验。实验开始前，需要将弹簧测力计在 方向调零，将正方体小物块悬挂在弹簧测力计下端，测出其重力大小。
①B图中弹簧测力计的示数是 N，物体在C图中所受浮力为 N。
②由图甲 可知，浮力大小与排开液体的体积有关；由图甲A、C、D可知，浮力大小和浸没的深度无关；由图甲A、D、E可知，浮力大小和 有关。
(2)图乙是探究“浮力大小与排开液体所受重力的关系”实验。
①图乙A、B、D、E中弹簧测力计的示数分别为、、、，由图A和D可知物体受到的浮力 。
②若图乙中弹簧测力计示数关系 成立，则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系。
③为了使实验结论更具有普遍性，同学们还可以 。
A．多次测量取平均值 B．换用其他液体多次实验
2．在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，小华提出如下猜想：
猜想1：浮力的大小可能与液体的密度有关
猜想2：浮力的大小可能与物体浸没的深度有关
猜想3：浮力的大小可能与排开液体的体积有关
(1)为了验证猜想，小华在实验室里做了如图1所示的实验。
①要验证猜想2，应比较序号为 的三次实验；
②比较序号为A、D、E的三次实验，分析可知：排开液体的体积相同时，液体的密度越大，物体所受的浮力越 。
③根据图1可以得出物体P密度为 g/cm3，E图中盐水密度为 g/cm3。
(2)小明接着又探究了“浸在液体中的物体所受浮力跟它排开液体所受重力的关系”，过程如图2所示，其中a、b、c、d中弹簧测力计的示数依次是F1、F2、F3、F4。
①探究操作的最合理顺序是 （只填字母）。若图中F1、F2、F3、F4四个力之间满足。（写关系式）成立，就可得出结论F浮= G排；
②不会影响图2实验探究结论能否正确得出的操作是 （只填序号）。
A．c中，物体浸入水中前，水面未到达烧杯口
B．c中物体没有全部浸入在水中
C．c中物体触碰到了烧杯底
3．为了探究浮力的大小跟排开的液体所受重力的关系，小明做了如图甲所示的实验。
(1)实验前弹簧测力计要 及认清分度值、量程，同时拉动一下挂钩；
(2)如图甲所示，石块的重力是 N，排开液体的重力是 N。得到的结论是：浸没在液体里的物体，受到的浮力的大小 排开液体所受的重力；
(3)请你根据图中的实验数据，计算出石块的密度为 ；
(4)学习结束后，小组反复讨论，改进了老师的实验，改进后的实验装置如图乙所示，其中A、B是弹簧测力计，C为重物，D为薄塑料袋（质量不计），E是用废弃的大号饮料瓶、带孔橡皮塞和弯曲玻璃管自制的溢水杯，杯中加入红色的水，F是可升降平台，G为铁架台。
①实验前，在选择A、B两个弹簧测力计时，很多同学认为选择任何规格的弹簧测力计都可以，而小军同学认为应选择 （选填“规格相同”或“规格不同”）的弹簧测力计；
②实验中，同学们逐渐调高平台F，使重物浸入水中的体积越来越大，观察到弹簧测力计A的示数 （选填“增大”“减小”或“不变”）。比较弹簧测力计A的示数变化量和弹簧测力计B的示数变化量，它们的大小关系是 （选填“>”“G排​的情况。故C正确，不符合题意。
故选B。
②[3]由图甲A可知，石块的重力为
G石=F1=2.5N
则石头的质量为
石块浸没在水中的浮力为1N，由于石块完全浸没，所以其排开水的体积等于石块的体积。根据阿基米德原理，石块的体积为
石头的密度为
（2）[4]弹簧测力计A是测量水中拉力的，当升降台逐渐调高时，重物浸入水中的体积增加，浮力增大，所以弹簧测力计A的示数应该逐渐就小。
[5]弹簧测力计B是测量溢水杯和水以及被排开的水的总重力的，当重物浸入水中的体积越来越大时，它排开的水也越来越多，这些被排开的水会留在溢水杯中增加其总重力，因此，弹簧测力计B的示数会逐渐变大。
[6]重物浸入水中的体积越来越大时，排开液体的体积变大，根据可知，重物受到的浮力变大，因为F浮=G-F示，所以弹簧测力计A的示数F示=G-F浮变小；又因为重物浸入水中的体积越来越大时，溢出水的体积变大、溢出水的质量变大、溢出水受到的重力变大，所以弹簧测力计B的示数变大；根据阿基米德原理可知，物体所受浮力的大小和排开液体的重力相等，所以弹簧测力计A示数的变化量和弹簧测力计B的示数变化量相等。
[7]将溢水杯、水和物体看做一个整体，溢水杯对升降台C的压力等于空杯和杯内水的总重与物体的重力之和再减去物体受到的拉力（大小等于测力计的示数），即
而G物-F示=F浮，所以
根据阿基米德原理，F浮=G排水，所以
由于杯内的水和排出的水的总重等于原来杯子里的水的重力，是个定值，所以在这个过程中溢水杯对升降台C的压力不变。
（3）[8]设烧杯的底面积为S，由甲乙图可知，石块放在木块上时比单独放木块时多排开液体的体积为
此时木块增加的浮力为
木块和石块放在木块上时的木块漂浮，漂浮时物体所受浮力等于重力，则小石块的重力为
小石块的质量为
由甲、丙两图可知小石块的体积为
小石块的密度为
9． 3.8 1.4 AD 等于 A 能
【详解】（1）[1]弹簧测力计分度值为0.2N，由图B得石块重力为3.8N。
（2）[2][3][4]根据四个弹簧测力计的示数，使用称重法得浮力为3.8N-2.4N=1.4N，排开液体的重力为2.6N-1.2N=1.4N。因此浸没在液体中的物体所受浮力的大小等于排开液体所受重力。
（3）[5]本实验探究的是浮力的大小与排开液体所受重力的关系，属于探究类实验，可以更换不同液体或者石块，多次实验使结论更具有普遍性。多次测量求平均值适用的是测量类实验，故A符合题意，BC不符合题意。
故选A。
（4）[6] 只将石块的一部分浸在水中，浮力仍等于排开液体的重力，仍满足阿基米德定理。
（5）[7]分析实验步骤可知，石块并浸没在牛奶中的浮力为
排开水的体积等于石块的体积，为
所以根据阿基米德原理，牛奶的密度为
10． bacd 变小 等于 1.0 不相等 BD
【详解】（1）[1]①为了减小误差使实验更加简便，可以先测量小桶的重力，再测量物体的重力，故顺序为bacd。
[2]②物体浸没液体中受到的浮力
物体排开液体的重力
若它们相等，即若实验数据满足
则阿基米德原理成立。
（2）[3][4]随着重物浸入水中的体积越来越大，即物体排开液体的体积在变大，浮力就随之变大，因为
G一定，所以会变小；弹簧测力计A示数的变化量是物体所示浮力，弹簧测力计A示数的变化量是排开的液重，两者相等从而证明了阿基米德原理。
（3）[5]①如图丙所示，小明将吸管置于水中使其处于竖直漂浮状态，用笔在吸管上标记此时水面位置O，O位置处的刻度值为水的密度值。
②[6]因为密度计是漂浮在盐水中，所受浮力等于本身的重力，则
即
可得
[7]③因为，和H已知，h和是反比例函数，所以刻度分布不均匀，相邻两刻度值之间的距离不相等，且密度变大时变化越小即刻度由上至下间距逐渐减小。
[8]⑤密度计漂浮时（设密度计质量m），则
即
即
为了使测量结果更准确，使密度计上相邻两刻度线之间的距离大一些，即要求密度计放入某液体时，密度计竖直放入液体的深度变大，根据可知一定时，可以适当增大配重，用更细的吸管。
故选BD。
11． 竖直 排开液体体积 ⑤①③④ 重力 F浮=G排 B 不变
【详解】（1）[1]在实验之前，应将弹簧测力计在竖直方向调零，因为在实验中需要在竖直方向测量重力及拉力。
（2）[2]由图①②③知，物体浸入水中的深度越深，排开水的体积弹簧测力的示数越小，据称重法知，浮力越大。所以可探究浮力大小与排开液体的体积的关系。
（3）[3]实验时，先测空桶的重力，然后测出物体的重力，再将物体浸没在溢水杯中，读出弹簧测力计的示数，根据称重法得出受到的浮力，最后测出小桶和水的总重力，所以最合理的排序是：⑤①③④。
[4][5]由图①知，物体的重力G=3N。由图③知，物体浸没在水中，测力计的示数为。物体所受的浮力
由图⑤知，空小桶的重力，由图④知，小桶和排开的水的总重力。所以排开水的重力
所以可得：浸在液体中的物体，受到的浮力大于等于它排开液体的重力。即F浮=G排。
[6]A．实验前，测力计指针未调零，不会影响所求浮力及排开水的重力，对实验结论无影响。故A不符合题意；
B．溢水杯中的水未装满，造成排开水的重力偏小，则浮力大于排开水的重力，对实验结论有影响，故B符合题意；
C．物体未全部浸没水中，对浮力及排开水的重力的测量无影响，对实验结论无影响，故C不符合题意。
故选B。
（4）[7]由步骤②知，圆柱休的体积等于溢出水的体积为20mL。将圆柱体取出后放入小空筒中，小空筒仍漂浮，则小空筒所受的浮力等于圆柱体自身的重力，此时排开水的体积
据阿基米德原理有
圆柱体的质量
圆柱体的密度
[8]将沾有水的圆柱体放入空小筒中，相当于减少了小空筒排开水的重力，增加了小空筒和金属块排开水的重力，而其减少量等于增加量，故金属块排开水的体积不变，所受浮力不变，则其重力、质量不变，所以根据密度公式可知，测出的金属块的密度不变。
12． B 2 2 仍能 2×10−4 F3
【详解】（1）[1]为了减小误差，在小桶接水前，应该先测量出其重力，测量小石块的重力也应当在放入水中之前，所以合理的实验顺序是丁、乙、甲、丙。故选B。
（2）[2]根据图甲、乙可知石块在空气中的重力和浸没在水中时弹簧测力计的示数，则由力的平衡的条件可得石块受到的浮力大小为
F浮=3.4N-1.4N=2N
[3]根据丙、丁可以得到石块排开的水所受的重力为
G排=G总-G空桶=3.2N-1.2N=2N
（3）[4]只将石块的一部分漫在水中，排开水的体积减小，排开水的重力减小，浮力也减小，所以仍然能够得到与（2）相同的结论。
（4）[5]根据上面结论可得浸在液体中的物体所受浮力的大小与它排开液体所受重力相等，即
F浮=G排=ρ水gV排
石块浸没在水中，所以石块的体积与排开水的体积相等，可得
（5）[6]由题意可知，如图A所示，示数F1为小桶与待测石块的总重力，如图B所示，石块受到的浮力为
F浮=F1-F2
如图C所示，最终稳定后，石块、小桶以及小桶中的水的总重力为
G总=F1+G排
由力的平衡条件可知，石块所受浮力大小为
F浮=G总-F3=F1+G排-F3
如果石块受到的浮力等于它排开液体受到的重力，则有
F浮=F1+F浮-F3
解得
F1=F3
即F1=F3成立时，石块受到的浮力等于它排开液体受到的重力。
[7]石块完全浸没后，石块的体积与排开水的体积相等，可得
因为小桶的重力为G，则石块的重力为
G石块=F1-G
所以石块的质量为
则可得石块的密度为
13． 1.2 见详解 大于 能 不变 不变 不变 变大
【详解】（1）[1]因测力计分度值为0.2N， G=4.2N， F=3N， 由称重法测浮力
F浮=G - F
知圆柱体物块浸没在水中时受到的浮力为
F浮=G-F=4.2N-3N=1.2N （2）[2]由图C、D可知，物体浸在水中的体积变大，弹簧测力计的示数变小，根据
F浮=G- F
可知，物体受到的浮力变大，则说明：物体排开液体的体积越大，受到的浮力越大。
（3）[3]根据可得
可算出该物块的密度
（5）[4]若步骤B中的水未达到溢水口，物体放入溢水杯时，先要使溢水杯满了才可以向外排水，故在此过程中，物体受到的浮力大于溢出液体所受的重力。
（6）[5]乙步骤的操作中，若只将物体的一部分浸在水中，则浮力和排开液体的重力同步减小，部分浸没同样满足阿基米德原理，其他步骤操作不变，则能得到与（5）相同的结论。
（7）[6]用升降台将装满水的溢水杯向上移动直至重物浸没过程中，溢水杯中水高度没有改变，根据可知，溢水杯底底部受到的水的压强不变。
[7]将烧杯、水和物体看做一个整体，溢水杯对升降台的压力等于空杯和杯内水的总重与物体的重力之和再减去物体受到的拉力(大小等于测力计的示数)， 即
F压=G杯+G杯内水+G物-F示
而
G物-F示=F浮
所以
F压=G杯+G杯内水+ F浮
根据阿基米德原理，F浮=G排水， 所以
F压=G杯+G杯内水+ G排水
由于杯内的水和排出的水的总重等于原来杯子里的水，是个定值，所以在这个过程中容器对升降台的压力不变。
[8]将装满水的溢水杯向上移动直至重物浸没过程中，发现随着重物浸入水中的体积越来越大，弹簧测力计甲的示数减小，弹簧测力计乙的示数变大，且弹簧测力计甲示数的变化量和弹簧测力计乙的示数变化量相等，故横杆MN受到弹簧测力计甲和乙的拉力之和不变。
[9]重物浸没后，再向下调节升降台，直到重物完全露出水面过程中，由于重物排开水的体积减小，根据阿基米德原理可知， 重物受到的浮力减小，所以弹簧测力计甲的示数变大；又因重物完全露出水面过程中，溢水杯中没有水流入小桶中，所以弹簧测力计乙的示数不变，故此过程横杆MN受到弹簧测力计甲和乙拉力之和变大。