备考2024年中考物理重难点精讲精练：88-热点45 与浮力有关的实验（精讲）

中考物理热点复习精讲精练

热点45与浮力有关的关验（精讲）

实验一 探究浮力大小与哪些因素有关

实验二、探究浮力大小与物体排开液体所受重力的关系

典例讲解

例1.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 　   　

（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）通过比较b、c两次实验，可以探究浮力大小与 　   　的关系；

（4）通过c、e两次实验，可探究物体所受浮力大小与 　   　的关系；

（5）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；

（6）通过计算可以知道物体的密度是 　   　kg/m3，圆柱体高度为 　   　cm。

【分析】（1）根据称重法求出物体在水中受到的浮力；

（2）探究物体所受浮力大小与浸没深度是否有关，需控制物体排开液体的体积和液体的密度不变，据此分析；

（3）分析b、c两次实验，找出相同量和不同量，根据称重法测浮力：F浮＝G﹣F知所受浮力的不相同，据此分析；

（4）分析c、e两次实验，找出相同量和不同量，根据称重法测浮力：F浮＝G﹣F知所受浮力的不相同，据此分析；

（5）求出物体在液体中的浮力的大小，由于物体全部浸没在两种液体中，排开的液体的体积是相同的，根据阿基米德原理列出关系式，求出液体的密度；

（6）根据图中数据应用称重法算出物体受到的浮力，根据阿基米德原理得出圆柱体排开水的体积，进而得出圆柱体的体积，由密度公式算出圆柱体的密度，由图像得出圆柱体的高度。

【解答】解：（1）通过a、c两次实验知，物体在水中受到的浮力为：

F浮c＝G﹣FC＝2N﹣1.5N＝0.5N；

（2）探究物体所受浮力大小与浸没深度是否有关，需控制物体排开液体的体积和液体的密度不变；分析c、d两次实验，当物体都块浸没在水中后，物体浸没的深度不同，故可探究物体所受浮力大小与浸没深度是否有关；

（3）由图b、c所示实验可知，液体密度相同，物体排开液体的体积不同，该实验可以探究浮力大小与排开液体体积的关系；

（4）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；

（5）实验步骤c中，物体受到的浮力为：F浮c＝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，

根据阿基米德原理可知：＝；

所以该液体的密度为：

ρ液＝×ρ水＝×1.0×103kg/m3＝0.8×103kg/m3；

（6）由称重法知物体受到的浮力为：

F浮＝G﹣Ff＝2.0N﹣1.6N＝0.4N，

根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排知圆柱体的体积为：

V＝V排＝＝＝5×10﹣5m3，

圆柱体的密度为：

ρ＝＝＝＝4×103kg/m3；

由上述实验数据还知道，当深度为4cm时，弹簧测力计的示数不再减小，说明圆柱体的高度为4cm。

故答案为：（1）0.5N；（2）c、d；（3）排开液体体积；（4）液体密度；（5）0.8×103；（6）4×103；4。

例2．小红设计了如图所示的实验来探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。

（1）实验的最佳顺序是 　   　。

A.甲、乙、丙、丁

B.丁、甲、乙、丙

C.乙、甲、丁、丙

（2）图乙中物体受到的浮力是 　   　N，物体排开水的重力是 　   　N。通过实验可得到的结论是：浸在液体中的物体，受到的浮力大小等于它 　   　。

（3）以下情况会影响结论的是 　   　。

A.图甲中水面未到达溢水杯的溢水口

B.图乙中物体未全部浸没在水中

（4）将图乙中的水换成酒精（ρ酒精＝0.8×103kg/m3），物体受到的浮力 　   　。（填“变大”“变小”或“不变”）

（5）小红利用上述实验中的器材和木块，探究“漂浮在液面上的物体所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”，实验过程中 　   　步骤不需要弹簧测力计。（填“甲”“乙”“丙”或“丁”）

【分析】（1）分别读出空桶的重力、物体的重力、物体浸没水中时弹簧测力计的示数、桶和溢出水的重力，桶和溢出水的重力与空桶的重力之差即为排开水的重力；

（2）物体所受的浮力等于物体的重力减去浸入液体时弹簧测力计的示数；物体排开液体的重力等于桶和排开水所受的重力减去空桶的重力，然后比较浮力和排开水所受的浮力得出结论；

（3）溢水杯的水没装满，会使溢出的水的重力偏小；

（4）根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排分析解答；

（5）物体漂浮在水面上时受到的浮力等于物体的重力，此时不需要用弹簧测力计提着木块，据此分析图示答题。

【解答】解：（1）最合理的实验顺序是：

丁、测出空桶的重力；甲、测出物体所受到的重力；乙、把物体浸在装满水的溢杯中，测出测力计的示数；丙、测出桶和排开的水受到的重力；

故正确顺序为：丁、甲、乙、丙，故B正确；

（2）空气中物体的重力为G＝2N；水中弹簧测力计的示数为F′＝1N，

物体在水中受到的浮力为：F浮＝G﹣F′＝2N﹣1N＝1N；

由图丁可知，空桶的重力G桶＝0.5N，

由图丙可知，水和桶的重力G总＝1.5N，

所以溢出水的重力为：G排＝G总﹣G桶＝1.5N﹣0.5N＝1N，

根据计算结果，可见F浮＝G排，说明浸在液体中的物体受到的浮力等于它排开的液体受到的重力；

（3）A．图乙中水面未到达溢水杯的溢水口，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排出的水的重力，故A符合题意；

B．图乙中物体未全部浸没在水中，物体排开液体的体积小，排开液体的重力小，浮力也小，仍然能得出浮力等于排开的液体受到的重力，对实验没有影响，故B不符合题意；

故选：A；

（4）将图乙中的水换成酒精（ρ酒精＝0.8×103kg/m3），液体的密度减小，但物体排开液体的体积不变，根据阿基米德原理F浮＝ρ液gV排知浮力减小；

（5）物体漂浮在水面上，受到的浮力等于它的重力，测量漂浮的物体受到的浮力时，不需要用弹簧测力计提着物体，即乙步骤不需要弹簧测力计。

故答案为：（1）B；（2）1；1；排开液体的重力；（3）A；（4）变小；（5）乙。