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2021年中考物理三轮冲刺过关 专题10 浮力实验问题解决思路 （教师版含解析）
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这是一份2021年中考物理三轮冲刺过关 专题10 浮力实验问题解决思路 （教师版含解析），共13页。
解决专题问题策略
重点实验1：探究浮力大小与哪些因素有关的实验
说明：
1.比较图B和C可知,物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
2.比较图C和E可知,物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
3.比较图C和图D可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
4.图E中物体受到浮力大小为0.8N。
5.比较图C和E可知,水对杯底部的压强大于酒精对杯底部的压强。
重点实验2：验证阿基米德原理实验
a b c d
说明：
1.实验更合适的操作顺序是：b、 a 、c 、d。
2.实验中溢水杯倒水必须有水溢出后才能做实验，否则会出现浮力大于物体排开水的重力.
3.此实验弹簧测力计的示数关系是：Fa-Fc=Fd-Fb
4.实验结论：物体受到的浮力等于物体排开液体的重力.
数学表达式：F浮＝G排＝ρ液gV排。
5.注意事项：
(1)实验选取的石块、弹簧测力计、烧杯的规格一定要恰当，以便测量顺利的进行，比如：石块、木块太大而放不进烧标中；
(2)测量各种力时，弹簧测力计一定要在装置整体静止时读取结果，并注意量程和分度值；
(3)操作过程中将石块放入液体中时一定要轻、要小心，以免碰到杯壁将杯打破或将水溢出，造成不应有的失误甚至伤害到人。
中考典型例题解析
【例题1】(2021大连二模)小雪在学习了阿基米德原理之后，在家里自己动手制作了如图所示的装置，他想通过这个装置来验证阿基米德原理的正确性，以下是他的实验过程：
①在弹簧下方挂着一个空小桶，并在小筒的下方挂上重物G；
②将一水杯放在升降机上，像溢水杯中装满水，调节升降机高度至水面，刚好到达重物G下表面；
③记录弹簧下端指针所指的刻度尺的位置L1；
④缓慢升高升降机，让重物G完全浸没入水中后，继续升高溢水杯到某一高度，用小烧杯A承接溢出的水，同时记录指针所指位置L2；
⑤保持升降机的位置不动，将烧杯A中的水倒入空桶中，同时记录此时指针所在位置L3，(整个过程重物G始终没有碰到溢水杯底部)。
(1)在实验④的过程中，弹簧的拉力变化曲线如下图所示，正确的是
(2)小雪将烧杯A中的水倒入空桶中，通过 现象，证明阿基米德原理成立。
(3)实验④⑤过程中，重物G的高度变化情况是如下图，正确的是
(4)你认为这样设计实验的好处是 。
【答案】(1)B；(2)L3＝L1；(3)C；(4)减小误差。
【解析】(1)根据称重法可知，弹簧拉力F＝G﹣F浮；
根据F浮＝ρ液gV排可知，随着升降机升高，重物G浸入水中的体积越来越大，其受到的浮力变大，则拉力F变小，当重物G浸没后，浮力保持不变，则拉力也保持不变，故B图象符合。
(2)在步骤③中，弹簧受到的拉力F＝G，指针所指的刻度尺位置L1；
由于将烧杯A中的水倒入空桶中，则弹簧受到的拉力F′＝G﹣F浮+G排，若指针所在位置L3与位置L1相同，则拉力F′＝F，则说明F浮＝G排，这样即可证明阿基米德原理成立。
(3)实验④过程中，随升降机的升高，重物G受到的浮力变大，拉力减小，重物G的高度也升高，当重物G浸没后，浮力保持不变，重物G的高度不再变化；
实验⑤过程中，将烧杯A中的水倒入空桶中，由于弹簧受到的拉力变大，重物G随着弹簧的伸长物G的高度下降，当烧杯A中的水全部倒入空桶中，重物G的高度又回到原来的高度；故图象C符合；
(4)改进后的优点减小误差。
【例题2】(2021山东东营二模)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： 。
【答案】(1)1；(2)ABC(ABD)；(3)ACD；(4)2.7×103；(5)溢水杯没有装满水；
(6)实验器材：小木块、弹簧测力计、蜡块、细线、小桶、水；
实验步骤：
①用测力计测量出空小桶的重力G桶；
②将木块垫在烧杯下一侧作为溢水杯用，将烧杯内装满水，
③将蜡用细线拴好，用测力计测量出蜡块的重力G，
④将蜡块取下轻轻放入烧杯内的水中，用小桶接排开的水，
用测力计测量出空小桶的和水的总重力G桶总；
分析与论证：
根据漂浮的特点，蜡块的重力G即其受到的浮力，
G桶总﹣G桶即为排开水的重力，
比较G与G桶总﹣G桶的大小，若相等，则得出使用漂浮的蜡块做实验遵循以上结论；否则不遵循以上结论。
【解析】(1)由图A、C(或D)，金属块浸没在水中时受到的浮力：
F浮＝G﹣F示＝2.7N﹣1.7N＝1N；
(2)研究金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关，要控制排开液体的密度相同，
B、C两图中物体浸入的是同种液体，液体的密度是一定的，C图中物体排开水的体积比较大；
C图中物体受到的浮力等于：2.7N﹣1.7N＝1N，B图中物体受到的浮力等于：2.7N﹣2.2N＝0.5N。
由此得出：在液体的密度一定时，物体排开液体的体积变大时，物体受到的浮力就会变大，由此说明金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关；
(3)研究金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度的关系，要控制排开液体的密度和体积相同，故
比较 ACD三图可得出结论：金属块受到的浮力大小(大小相同)与其浸没在液体中的深度无关；
(4)金属块浸没在水中时受到的浮力：
F浮＝1N；根据阿基米德原理，F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV物＝1N；
故金属块的密度：
ρ＝＝×ρ水＝×1.0×103kg/m3＝2.7×103kg/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的浮力，可能造成这种结果的原因：溢水杯没有装满水，造成溢出水的体积小于排开水的体积：
(6)实验器材：小木块、弹簧测力计、蜡块、细线、小桶、水；
实验步骤：
①用测力计测量出空小桶的重力G桶；
②将木块垫在烧杯下一侧作为溢水杯用，将烧杯内装满水，
③将蜡块用细线拴好，用测力计测量出蜡块的重力G，
④将蜡块取下轻轻放入烧杯内的水中，用小桶接排开的水，
用测力计测量出空小桶的和水的总重力G桶总；
分析与论证
根据漂浮的特点，蜡块的重力G即其受到的浮力，
G桶总﹣G桶即为排开水的重力，
比较G与G桶总﹣G桶的大小，若相等，则得出使用漂浮的蜡块做实验遵循以上结论；否则不遵循以上结论
临门一脚预测练
1.(2020四川乐山)物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中，用弹簧测力计挂着一实心圆柱体，以下图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10N/kg)
(1)通过a、c两次实验，可知物体浸没在水中所受浮力大小是______N；
(2)通过______两次实验，可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系；
(3)通过c、e两次实验，可探究物体所受浮力大小与______的关系；
(4)在某种液体中进行探究的过程中，记录实验数据，得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像，则该液体的密度为______kg/m3。
【答案】 (1)0.5 (2)c、d (3) 液体密度 (4) 0.8×103
【解析】(1)由a、c两次实验中测力计示数可知，物体浸没在水中所受的浮力为
F浮水=G-Fc=2N-1.5N=0.5N
(2)由图c、d所示实验可知，物体排开液体的种类与物体排开液体的体积都相同而物体浸入液体的深度不同，这两次实验可以探究物体浸没在水中时受到的浮力大小与浸没深度是否有关。
(3)由图c、e所示实验可知，物体排开液体的体积相同而液体密度不同，该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系。
(4)实验步骤c中，物体受到的浮力为
F浮c=G-Fc=2N-1.5N=0.5N
实验步骤e中，物体受到的浮力为
F浮e=G-Fe=2N-1.6N=0.4N
因物体均浸没，所以V排水=V排液
根据阿基米德原理
所以该液体的密度为
2.(2020贵州毕节)如图所示是探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系实验。
(1)把物体慢慢浸入水中直到全部没入的过程中，物体受到的浮力逐渐变_____(填“大”或“小”)；
(2)物体浸没在装满水的溢水杯后，水会流入空桶中，各步骤中弹簧测力计的示数已在图中标明，通过实验可得：F浮＝G排＝_____N。
【答案】 (1) 大 (2) 1
【解析】(1)当物体慢慢浸入水中，排开的体积逐渐变大，由F浮＝ρ水gV排可知，物体受到的浮力逐渐变大。
(2)若溢水杯装满水，则戊图与甲图测力计的读数差应该与物体实际所受浮力大小相等，即
F浮＝G排＝1.5N﹣0.5N＝1N
3．(2020苏州)小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素。
(1)小明列举了三个常识，分别做出了三个猜想，其中符合常识1的是猜想 (填序号)。
(2)为了验证上述猜想是否正确，小明依次做了如下实验：
①根据A、B、C的结果，可得猜想1是 (正确/错误)的；根据A、C、D的结果，可得猜想1是 (正确/错误)的。深入分析上述现象，可得：浮力大小与 有关，与浸入液体的深度 ；
②接下来根据A、D和E (能/不能)对猜想2进行验证；
③为验证猜想3，小明在老师的指导下，将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度。接着他仿照步骤D进行实验，发现此时测力计示数小于1.8N，便认为该猜想是正确的。小明在该实验环节中存在的问题是 。
【答案】(1)3；(2)①正确；错误；排开液体的体积；无关；②能；③没有测量出此时瓶子(含有沙子的)重力。
【解析】(1)木头漂在水面，是因为木头的密度小于水的密度；铁钉沉在水底，是因为铁的密度大于水的密度，
其中符合常识1的是与物体的密度有关，即符合常识1的是猜想3；
(2)①B、C实验中(物体在水中的深度不同)，测力计示数不同，由称重法，两实验中受到的浮力不同，根据A、B、C的结果，可得猜想1是正确的；
而C、D实验中，浸入液体的深度不同，两实验中，测力计示数相同，由称重法，两实验中受到的浮力相同，根据A、C、D的结果，可得猜想1是错误的；
B、C实验中排开液体的体积不同，而C、D实验中排开液体的体积相同，深入分析上述现象，可得：浮力大小与排开液体的体积有关，与浸入液体的深度无关；
②研究浮力与液体的密度有关，要控制排开液体的体积相同，只改变排开液体的密度，故接下来根据A、D和E能对猜想2进行验证；
③根据称重法测浮力，F浮＝G﹣F，
将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度，则此时瓶子(含有沙子的)重力小于2.8N，为验证猜想3，即浮力与与物体的密度有关，应测量出此时瓶子(含有沙子的)重力中，故小明在该实验环节中存在的问题是没有测量出此时瓶子(含有沙子的)重力。
4.(2020湖北黄冈)木块在水中漂浮，铁块在水中下沉｡浮力的大小是否跟物体的密度有关呢？兴趣小组同学用溢水杯、质量不计的薄壁玻璃瓶、若干完全相同的透明塑料杯、水、浓盐水、蜂蜜、食盐、细沙等器材进行了如下实验：
第一步∶往玻璃瓶里装满水并拧紧盖子；
第二步∶把玻璃瓶放人装水的溢水杯中，用塑料杯接住溢出来的水(如图)；
第三步∶将玻璃瓶里的物质分别换成浓盐水、蜂蜜、食盐、细沙并装满，重复以上实验；
第四步∶比较每次溢出来水的体积｡
请回答下列问题∶
(1)溢水杯里水的多少应该以______为准｡
(2)若每次溢出来水的体积_____，则初步说明物体所受的浮力与物体的密度无关，否则与物体的密度有关｡
(3)本实验是通过比较每次溢出来水的体积来比较浮力，这里运用了______的思想方法，其依据是______｡
【答案】 (1)装满水 (2)相等 (3)转换 阿基米德原理
【解析】(1)实验采用溢水杯的作用是溢水杯内装满水，让物体浸入溢水杯，水会从溢水杯中排出，所以，溢水杯里水的多少应该以装满水为准。
(2)由题意知，物体所受的浮力与物体的密度无关，否则与物体的密度有关｡如果每次溢出来水的体积相同，则说明物体所受的浮力与物体的密度无关；如果每次溢出来水的体积不相同，物体所受的浮力与物体的密度有关。
(3)要探究浮力的大小与物体密度的关系，根据阿基米德原理，物体所受浮力的大小等于排开水的重力，水的密度是固定的根据，所以判断每次溢出来水的体积是否相等。本实验是通过比较每次溢出来水的体积来比较浮力，这里运用了转换的思想方法，其依据是阿基米德原理。
5．(2021河北衡水三模)在“探究影响浮力大小因素”的实验中，一组同学提出了4种猜想．
小华：浮力大小与液体密度有关；
小红：浮力大小与物体浸入液体的体积有关；
冬冬：浮力大小与物体所受的重力有关；
玲玲：浮力大小与物体的形状有关．
他们找来了体积相同的A、B两块实心金属块、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等仪器．按照图中所示规范地完成了实验，记录了如表所示的实验数据
观察表中数据，回答下列问题：
(1)根据表格中实验数据，可知A物体浸在液体中的体积为60cm3时，物体A所受浮力大小为 N；表格中标有“△”的位置的数据应该是 ；
(2)通过分析比较第 次实验数据，能够说明小华同学的猜想是正确的；分析比较第 次实验数据，能够说明小红同学的猜想是正确的；
(3)为了验证冬冬同学的猜想，他们选择了第 次实验数据，他们发现浮力大小与物体所受的重
力 (选填“无关”或“有关”)；
(4)要验证玲玲的猜想，同学们又找来了一块橡皮泥，他们把橡皮泥捏成不同形状，先后放入水中，发现有的漂浮在水面上，有的下沉．他们由此得出结论：浮力的大小与物体的形状有关．请指出他们实验方法的错误之处： ．
【答案】(1)0.6；3.8；(2)3、4；1、2、3；(3)4、5；无关；(4)没有控制橡皮泥浸入液体的体积相同．
【解析】(1)A物体浸在液体中的体积为60cm3时，测力计示数为4.4N，则物体A所受浮力大小为F浮=5N﹣4.4N=0.6N；
测力计的分度值为0.2N，则其示数为3N；
(2)探究浮力大小与液体密度有关时，应控制排开的液体的体积相同，液体密度不同，故应分析3、4数据；由实验数据可知，密度不同，浮力不同，故小华的说法是正确的；
探究浮力大小与排开的液体的体积有关时，应控制密度相同，液体排开的液体的体积不同，故应分析1、2、3数据；由实验数据可知，排开的液体的不同，浮力不同，故小红的说法是正确；
(3)探究浮力大小与物体所受的重力有关时，应控制排开的液体的体积相同，液体排开的液体的体积不同，故应分析4、5数据；由实验数据可知，排开的液体的体积，浮力相同，故浮力大小与物体所受的重力无关；
(4)探究浮力与物体形状是否有关，应控制物体排开液体的体积相同、液体密度相同而形状不同，小明将同一个橡皮泥做成不同的形状，先后放入水中，发现有的漂浮在水面上，有的下沉，他在实验中没有控制橡皮泥浸入液体的体积相同，因此得出的结论是错误的．
6．(2021上海二模)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F0．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F0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)
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。
【答案】①弹簧测力计示数F随圆柱体的下表面到液面的深度增大而减小；
②△F与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比；
③同一物体在不同液体中，圆柱体的下表面到液面的深度h不变时，液体密度ρ越大，△F越大；
④10.0；10.0。
【解析】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，弹簧测力计示数F随圆柱体的下表面到液面的深度增大而减小；
②纵向比较表一序号1与2与3或表二序号5与6与7的数据，可知，圆柱体的下表面到液面的深度h为原来的几倍，△F也为原来的几倍，可得出的初步结论是：同一物体在同种液体中，△F与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比；
③ρA＝1.0×103kg/m3＞ρB＝0.8×103kg/m3，
根据实验序号1与5或2与6或3与7的数据，可得出的初步结论是：同一物体在不同液体中，圆柱体的下表面到液面的深度h不变时，液体密度ρ越大，△F越大；
④F0＝G，根据称重法测浮力，△F＝F0﹣F，
故本实验中，圆柱体的重力为：
G＝△F+F＝1.5N+8.5N＝10.0N；
由②，比较表一序号1与2与3或表二序号5与6与7的数据，可知同一物体在同种液体中，△F与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比；但序号4与8实验不符合这个规律；
根据阿基米德原理，F浮＝ρ液gV排，在物体没有浸没时，F浮＝ρ液gSh，故受到的浮力与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比，
浸没在液体中的物体受到的浮力与深度无关，说明4与8这两中情况下，圆柱体已浸没在液体中了，
由阿基米德原理：
1、4两次实验受到的浮力之比为：
＝，
h＝×3cm＝10cm。即圆柱体的高度为10.0厘米。
7．(2021湖北荆州二模)在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，请你根据图所示实验操作，从中选出一些图，针对某一个因素进行研究，并通过分析弹簧测力计的示数，说明你的探究结果．
(1)探究的因素是： ．选用的图是： (填图中的序号)．
(2)小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”，他找来薄铁片，烧杯和水进行实验，实验步骤如下：
步骤一：将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底；
步骤二：将铁片弯成“碗状”再放入水中，它漂浮在水面上．
①通过分析可知，第一次铁片受到的浮力 第二次铁片受到的浮力(选填“大于”、“等于”或“小于”)；
②小明得出：物体受到的浮力与其形状有关，小明得出错误结论的原因是：他只关注了铁片
形状的改变，忽视了 对浮力大小的影响．
【答案】(1)浮力大小与物体排开液体的体积的关系；①②③或①②④；(2)①小于；②排开水的体积
【解析】(1)测物体所受的浮力要利用称重法，即F浮=G﹣F拉，故每次必须要选图①才行；若要探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系，应控制液体的密度相同，而物体排开液体的体积不同，故应选用图①②③或①②④；若要探究浮力大小与液体密度的关系，应控制物体排开液体的体积相同，而液体的密度不同，故应选用图①④⑤；(2)①第一次铁片下沉，说明F浮1＜G，第二次铁片漂浮，说明F浮2=G，所以F浮1＜F浮2；②本探究实验把铁片弯成“碗状”，改变了形状，虽然都是水，但两次排开液体的体积不同，所以得出结论是不正确的，即：他只关注了铁片形状的改变，忽视了排开水的体积对浮力大小的影响。
常识
猜想
常识1：木头漂在水面，铁钉沉在水底
常识2：轮船从长江驶入大海，船身会上浮一些
常识3：人从泳池浅水区走向深水区，感觉身体变轻
猜想1：与浸入液体的深度有关
猜想2：与液体的密度有关
猜想3：与物体的密度有关
次数
金属块
物体重力/N
液体密度 g/cm3
物体浸在液体中的体积/cm3
测力计的 示数/N
1
A
5
1.0
20
4.8
2
A
5
1.0
60
4.4
3
A
5
1.0
100
4.0
4
A
5
1.2
100
△
5
B
3
1.2
100
1.8
实验序号
h(厘米)
F(牛)
△F(牛)
1
3
8.5
1.5
2
6
7
3
3
9
5.5
4.5
4
12
5
5
实验序号
h(厘米)
F(牛)
△F(牛)
5
3
8.5
1.2
6
6
7.6
2.4
7
9
6.4
3.6
8
12
6
4
解决专题问题策略
重点实验1：探究浮力大小与哪些因素有关的实验
说明：
1.比较图B和C可知,物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关。
2.比较图C和E可知,物体受到的浮力大小与液体的密度有关。
3.比较图C和图D可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关。
4.图E中物体受到浮力大小为0.8N。
5.比较图C和E可知,水对杯底部的压强大于酒精对杯底部的压强。
重点实验2：验证阿基米德原理实验
a b c d
说明：
1.实验更合适的操作顺序是：b、 a 、c 、d。
2.实验中溢水杯倒水必须有水溢出后才能做实验，否则会出现浮力大于物体排开水的重力.
3.此实验弹簧测力计的示数关系是：Fa-Fc=Fd-Fb
4.实验结论：物体受到的浮力等于物体排开液体的重力.
数学表达式：F浮＝G排＝ρ液gV排。
5.注意事项：
(1)实验选取的石块、弹簧测力计、烧杯的规格一定要恰当，以便测量顺利的进行，比如：石块、木块太大而放不进烧标中；
(2)测量各种力时，弹簧测力计一定要在装置整体静止时读取结果，并注意量程和分度值；
(3)操作过程中将石块放入液体中时一定要轻、要小心，以免碰到杯壁将杯打破或将水溢出，造成不应有的失误甚至伤害到人。
中考典型例题解析
【例题1】(2021大连二模)小雪在学习了阿基米德原理之后，在家里自己动手制作了如图所示的装置，他想通过这个装置来验证阿基米德原理的正确性，以下是他的实验过程：
①在弹簧下方挂着一个空小桶，并在小筒的下方挂上重物G；
②将一水杯放在升降机上，像溢水杯中装满水，调节升降机高度至水面，刚好到达重物G下表面；
③记录弹簧下端指针所指的刻度尺的位置L1；
④缓慢升高升降机，让重物G完全浸没入水中后，继续升高溢水杯到某一高度，用小烧杯A承接溢出的水，同时记录指针所指位置L2；
⑤保持升降机的位置不动，将烧杯A中的水倒入空桶中，同时记录此时指针所在位置L3，(整个过程重物G始终没有碰到溢水杯底部)。
(1)在实验④的过程中，弹簧的拉力变化曲线如下图所示，正确的是
(2)小雪将烧杯A中的水倒入空桶中，通过 现象，证明阿基米德原理成立。
(3)实验④⑤过程中，重物G的高度变化情况是如下图，正确的是
(4)你认为这样设计实验的好处是 。
【答案】(1)B；(2)L3＝L1；(3)C；(4)减小误差。
【解析】(1)根据称重法可知，弹簧拉力F＝G﹣F浮；
根据F浮＝ρ液gV排可知，随着升降机升高，重物G浸入水中的体积越来越大，其受到的浮力变大，则拉力F变小，当重物G浸没后，浮力保持不变，则拉力也保持不变，故B图象符合。
(2)在步骤③中，弹簧受到的拉力F＝G，指针所指的刻度尺位置L1；
由于将烧杯A中的水倒入空桶中，则弹簧受到的拉力F′＝G﹣F浮+G排，若指针所在位置L3与位置L1相同，则拉力F′＝F，则说明F浮＝G排，这样即可证明阿基米德原理成立。
(3)实验④过程中，随升降机的升高，重物G受到的浮力变大，拉力减小，重物G的高度也升高，当重物G浸没后，浮力保持不变，重物G的高度不再变化；
实验⑤过程中，将烧杯A中的水倒入空桶中，由于弹簧受到的拉力变大，重物G随着弹簧的伸长物G的高度下降，当烧杯A中的水全部倒入空桶中，重物G的高度又回到原来的高度；故图象C符合；
(4)改进后的优点减小误差。
【例题2】(2021山东东营二模)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： 。
【答案】(1)1；(2)ABC(ABD)；(3)ACD；(4)2.7×103；(5)溢水杯没有装满水；
(6)实验器材：小木块、弹簧测力计、蜡块、细线、小桶、水；
实验步骤：
①用测力计测量出空小桶的重力G桶；
②将木块垫在烧杯下一侧作为溢水杯用，将烧杯内装满水，
③将蜡用细线拴好，用测力计测量出蜡块的重力G，
④将蜡块取下轻轻放入烧杯内的水中，用小桶接排开的水，
用测力计测量出空小桶的和水的总重力G桶总；
分析与论证：
根据漂浮的特点，蜡块的重力G即其受到的浮力，
G桶总﹣G桶即为排开水的重力，
比较G与G桶总﹣G桶的大小，若相等，则得出使用漂浮的蜡块做实验遵循以上结论；否则不遵循以上结论。
【解析】(1)由图A、C(或D)，金属块浸没在水中时受到的浮力：
F浮＝G﹣F示＝2.7N﹣1.7N＝1N；
(2)研究金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关，要控制排开液体的密度相同，
B、C两图中物体浸入的是同种液体，液体的密度是一定的，C图中物体排开水的体积比较大；
C图中物体受到的浮力等于：2.7N﹣1.7N＝1N，B图中物体受到的浮力等于：2.7N﹣2.2N＝0.5N。
由此得出：在液体的密度一定时，物体排开液体的体积变大时，物体受到的浮力就会变大，由此说明金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关；
(3)研究金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度的关系，要控制排开液体的密度和体积相同，故
比较 ACD三图可得出结论：金属块受到的浮力大小(大小相同)与其浸没在液体中的深度无关；
(4)金属块浸没在水中时受到的浮力：
F浮＝1N；根据阿基米德原理，F浮＝ρ水gV排＝ρ水gV物＝1N；
故金属块的密度：
ρ＝＝×ρ水＝×1.0×103kg/m3＝2.7×103kg/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的浮力，可能造成这种结果的原因：溢水杯没有装满水，造成溢出水的体积小于排开水的体积：
(6)实验器材：小木块、弹簧测力计、蜡块、细线、小桶、水；
实验步骤：
①用测力计测量出空小桶的重力G桶；
②将木块垫在烧杯下一侧作为溢水杯用，将烧杯内装满水，
③将蜡块用细线拴好，用测力计测量出蜡块的重力G，
④将蜡块取下轻轻放入烧杯内的水中，用小桶接排开的水，
用测力计测量出空小桶的和水的总重力G桶总；
分析与论证
根据漂浮的特点，蜡块的重力G即其受到的浮力，
G桶总﹣G桶即为排开水的重力，
比较G与G桶总﹣G桶的大小，若相等，则得出使用漂浮的蜡块做实验遵循以上结论；否则不遵循以上结论
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1.(2020四川乐山)物理兴趣小组在进行“探究浮力的大小与哪些因素有关”实验中，用弹簧测力计挂着一实心圆柱体，以下图a、b、c、d、e分别为实验情景。(g取10N/kg)
(1)通过a、c两次实验，可知物体浸没在水中所受浮力大小是______N；
(2)通过______两次实验，可探究物体所受浮力大小与浸没深度的关系；
(3)通过c、e两次实验，可探究物体所受浮力大小与______的关系；
(4)在某种液体中进行探究的过程中，记录实验数据，得到如图f所示弹簧测力计读数与圆柱体下表面浸入深度的关系图像，则该液体的密度为______kg/m3。
【答案】 (1)0.5 (2)c、d (3) 液体密度 (4) 0.8×103
【解析】(1)由a、c两次实验中测力计示数可知，物体浸没在水中所受的浮力为
F浮水=G-Fc=2N-1.5N=0.5N
(2)由图c、d所示实验可知，物体排开液体的种类与物体排开液体的体积都相同而物体浸入液体的深度不同，这两次实验可以探究物体浸没在水中时受到的浮力大小与浸没深度是否有关。
(3)由图c、e所示实验可知，物体排开液体的体积相同而液体密度不同，该实验可以探究浮力大小与液体密度的关系。
(4)实验步骤c中，物体受到的浮力为
F浮c=G-Fc=2N-1.5N=0.5N
实验步骤e中，物体受到的浮力为
F浮e=G-Fe=2N-1.6N=0.4N
因物体均浸没，所以V排水=V排液
根据阿基米德原理
所以该液体的密度为
2.(2020贵州毕节)如图所示是探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系实验。
(1)把物体慢慢浸入水中直到全部没入的过程中，物体受到的浮力逐渐变_____(填“大”或“小”)；
(2)物体浸没在装满水的溢水杯后，水会流入空桶中，各步骤中弹簧测力计的示数已在图中标明，通过实验可得：F浮＝G排＝_____N。
【答案】 (1) 大 (2) 1
【解析】(1)当物体慢慢浸入水中，排开的体积逐渐变大，由F浮＝ρ水gV排可知，物体受到的浮力逐渐变大。
(2)若溢水杯装满水，则戊图与甲图测力计的读数差应该与物体实际所受浮力大小相等，即
F浮＝G排＝1.5N﹣0.5N＝1N
3．(2020苏州)小明用装有沙子的带盖塑料瓶探究浮力的影响因素。
(1)小明列举了三个常识，分别做出了三个猜想，其中符合常识1的是猜想 (填序号)。
(2)为了验证上述猜想是否正确，小明依次做了如下实验：
①根据A、B、C的结果，可得猜想1是 (正确/错误)的；根据A、C、D的结果，可得猜想1是 (正确/错误)的。深入分析上述现象，可得：浮力大小与 有关，与浸入液体的深度 ；
②接下来根据A、D和E (能/不能)对猜想2进行验证；
③为验证猜想3，小明在老师的指导下，将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度。接着他仿照步骤D进行实验，发现此时测力计示数小于1.8N，便认为该猜想是正确的。小明在该实验环节中存在的问题是 。
【答案】(1)3；(2)①正确；错误；排开液体的体积；无关；②能；③没有测量出此时瓶子(含有沙子的)重力。
【解析】(1)木头漂在水面，是因为木头的密度小于水的密度；铁钉沉在水底，是因为铁的密度大于水的密度，
其中符合常识1的是与物体的密度有关，即符合常识1的是猜想3；
(2)①B、C实验中(物体在水中的深度不同)，测力计示数不同，由称重法，两实验中受到的浮力不同，根据A、B、C的结果，可得猜想1是正确的；
而C、D实验中，浸入液体的深度不同，两实验中，测力计示数相同，由称重法，两实验中受到的浮力相同，根据A、C、D的结果，可得猜想1是错误的；
B、C实验中排开液体的体积不同，而C、D实验中排开液体的体积相同，深入分析上述现象，可得：浮力大小与排开液体的体积有关，与浸入液体的深度无关；
②研究浮力与液体的密度有关，要控制排开液体的体积相同，只改变排开液体的密度，故接下来根据A、D和E能对猜想2进行验证；
③根据称重法测浮力，F浮＝G﹣F，
将瓶子中的沙子倒掉一些以减小物体密度，则此时瓶子(含有沙子的)重力小于2.8N，为验证猜想3，即浮力与与物体的密度有关，应测量出此时瓶子(含有沙子的)重力中，故小明在该实验环节中存在的问题是没有测量出此时瓶子(含有沙子的)重力。
4.(2020湖北黄冈)木块在水中漂浮，铁块在水中下沉｡浮力的大小是否跟物体的密度有关呢？兴趣小组同学用溢水杯、质量不计的薄壁玻璃瓶、若干完全相同的透明塑料杯、水、浓盐水、蜂蜜、食盐、细沙等器材进行了如下实验：
第一步∶往玻璃瓶里装满水并拧紧盖子；
第二步∶把玻璃瓶放人装水的溢水杯中，用塑料杯接住溢出来的水(如图)；
第三步∶将玻璃瓶里的物质分别换成浓盐水、蜂蜜、食盐、细沙并装满，重复以上实验；
第四步∶比较每次溢出来水的体积｡
请回答下列问题∶
(1)溢水杯里水的多少应该以______为准｡
(2)若每次溢出来水的体积_____，则初步说明物体所受的浮力与物体的密度无关，否则与物体的密度有关｡
(3)本实验是通过比较每次溢出来水的体积来比较浮力，这里运用了______的思想方法，其依据是______｡
【答案】 (1)装满水 (2)相等 (3)转换 阿基米德原理
【解析】(1)实验采用溢水杯的作用是溢水杯内装满水，让物体浸入溢水杯，水会从溢水杯中排出，所以，溢水杯里水的多少应该以装满水为准。
(2)由题意知，物体所受的浮力与物体的密度无关，否则与物体的密度有关｡如果每次溢出来水的体积相同，则说明物体所受的浮力与物体的密度无关；如果每次溢出来水的体积不相同，物体所受的浮力与物体的密度有关。
(3)要探究浮力的大小与物体密度的关系，根据阿基米德原理，物体所受浮力的大小等于排开水的重力，水的密度是固定的根据，所以判断每次溢出来水的体积是否相等。本实验是通过比较每次溢出来水的体积来比较浮力，这里运用了转换的思想方法，其依据是阿基米德原理。
5．(2021河北衡水三模)在“探究影响浮力大小因素”的实验中，一组同学提出了4种猜想．
小华：浮力大小与液体密度有关；
小红：浮力大小与物体浸入液体的体积有关；
冬冬：浮力大小与物体所受的重力有关；
玲玲：浮力大小与物体的形状有关．
他们找来了体积相同的A、B两块实心金属块、弹簧测力计、一杯水、一杯盐水、细绳等仪器．按照图中所示规范地完成了实验，记录了如表所示的实验数据
观察表中数据，回答下列问题：
(1)根据表格中实验数据，可知A物体浸在液体中的体积为60cm3时，物体A所受浮力大小为 N；表格中标有“△”的位置的数据应该是 ；
(2)通过分析比较第 次实验数据，能够说明小华同学的猜想是正确的；分析比较第 次实验数据，能够说明小红同学的猜想是正确的；
(3)为了验证冬冬同学的猜想，他们选择了第 次实验数据，他们发现浮力大小与物体所受的重
力 (选填“无关”或“有关”)；
(4)要验证玲玲的猜想，同学们又找来了一块橡皮泥，他们把橡皮泥捏成不同形状，先后放入水中，发现有的漂浮在水面上，有的下沉．他们由此得出结论：浮力的大小与物体的形状有关．请指出他们实验方法的错误之处： ．
【答案】(1)0.6；3.8；(2)3、4；1、2、3；(3)4、5；无关；(4)没有控制橡皮泥浸入液体的体积相同．
【解析】(1)A物体浸在液体中的体积为60cm3时，测力计示数为4.4N，则物体A所受浮力大小为F浮=5N﹣4.4N=0.6N；
测力计的分度值为0.2N，则其示数为3N；
(2)探究浮力大小与液体密度有关时，应控制排开的液体的体积相同，液体密度不同，故应分析3、4数据；由实验数据可知，密度不同，浮力不同，故小华的说法是正确的；
探究浮力大小与排开的液体的体积有关时，应控制密度相同，液体排开的液体的体积不同，故应分析1、2、3数据；由实验数据可知，排开的液体的不同，浮力不同，故小红的说法是正确；
(3)探究浮力大小与物体所受的重力有关时，应控制排开的液体的体积相同，液体排开的液体的体积不同，故应分析4、5数据；由实验数据可知，排开的液体的体积，浮力相同，故浮力大小与物体所受的重力无关；
(4)探究浮力与物体形状是否有关，应控制物体排开液体的体积相同、液体密度相同而形状不同，小明将同一个橡皮泥做成不同的形状，先后放入水中，发现有的漂浮在水面上，有的下沉，他在实验中没有控制橡皮泥浸入液体的体积相同，因此得出的结论是错误的．
6．(2021上海二模)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F0．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F0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)
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。
【答案】①弹簧测力计示数F随圆柱体的下表面到液面的深度增大而减小；
②△F与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比；
③同一物体在不同液体中，圆柱体的下表面到液面的深度h不变时，液体密度ρ越大，△F越大；
④10.0；10.0。
【解析】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，弹簧测力计示数F随圆柱体的下表面到液面的深度增大而减小；
②纵向比较表一序号1与2与3或表二序号5与6与7的数据，可知，圆柱体的下表面到液面的深度h为原来的几倍，△F也为原来的几倍，可得出的初步结论是：同一物体在同种液体中，△F与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比；
③ρA＝1.0×103kg/m3＞ρB＝0.8×103kg/m3，
根据实验序号1与5或2与6或3与7的数据，可得出的初步结论是：同一物体在不同液体中，圆柱体的下表面到液面的深度h不变时，液体密度ρ越大，△F越大；
④F0＝G，根据称重法测浮力，△F＝F0﹣F，
故本实验中，圆柱体的重力为：
G＝△F+F＝1.5N+8.5N＝10.0N；
由②，比较表一序号1与2与3或表二序号5与6与7的数据，可知同一物体在同种液体中，△F与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比；但序号4与8实验不符合这个规律；
根据阿基米德原理，F浮＝ρ液gV排，在物体没有浸没时，F浮＝ρ液gSh，故受到的浮力与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比，
浸没在液体中的物体受到的浮力与深度无关，说明4与8这两中情况下，圆柱体已浸没在液体中了，
由阿基米德原理：
1、4两次实验受到的浮力之比为：
＝，
h＝×3cm＝10cm。即圆柱体的高度为10.0厘米。
7．(2021湖北荆州二模)在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，请你根据图所示实验操作，从中选出一些图，针对某一个因素进行研究，并通过分析弹簧测力计的示数，说明你的探究结果．
(1)探究的因素是： ．选用的图是： (填图中的序号)．
(2)小明想探究“物体受到的浮力与其形状是否有关”，他找来薄铁片，烧杯和水进行实验，实验步骤如下：
步骤一：将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底；
步骤二：将铁片弯成“碗状”再放入水中，它漂浮在水面上．
①通过分析可知，第一次铁片受到的浮力 第二次铁片受到的浮力(选填“大于”、“等于”或“小于”)；
②小明得出：物体受到的浮力与其形状有关，小明得出错误结论的原因是：他只关注了铁片
形状的改变，忽视了 对浮力大小的影响．
【答案】(1)浮力大小与物体排开液体的体积的关系；①②③或①②④；(2)①小于；②排开水的体积
【解析】(1)测物体所受的浮力要利用称重法，即F浮=G﹣F拉，故每次必须要选图①才行；若要探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系，应控制液体的密度相同，而物体排开液体的体积不同，故应选用图①②③或①②④；若要探究浮力大小与液体密度的关系，应控制物体排开液体的体积相同，而液体的密度不同，故应选用图①④⑤；(2)①第一次铁片下沉，说明F浮1＜G，第二次铁片漂浮，说明F浮2=G，所以F浮1＜F浮2；②本探究实验把铁片弯成“碗状”，改变了形状，虽然都是水，但两次排开液体的体积不同，所以得出结论是不正确的，即：他只关注了铁片形状的改变，忽视了排开水的体积对浮力大小的影响。
常识
猜想
常识1：木头漂在水面，铁钉沉在水底
常识2：轮船从长江驶入大海，船身会上浮一些
常识3：人从泳池浅水区走向深水区，感觉身体变轻
猜想1：与浸入液体的深度有关
猜想2：与液体的密度有关
猜想3：与物体的密度有关
次数
金属块
物体重力/N
液体密度 g/cm3
物体浸在液体中的体积/cm3
测力计的 示数/N
1
A
5
1.0
20
4.8
2
A
5
1.0
60
4.4
3
A
5
1.0
100
4.0
4
A
5
1.2
100
△
5
B
3
1.2
100
1.8
实验序号
h(厘米)
F(牛)
△F(牛)
1
3
8.5
1.5
2
6
7
3
3
9
5.5
4.5
4
12
5
5
实验序号
h(厘米)
F(牛)
△F(牛)
5
3
8.5
1.2
6
6
7.6
2.4
7
9
6.4
3.6
8
12
6
4
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