初中物理微专题-探究浮力大小与哪些因素有关的实验 学案

这是一份初中物理微专题-探究浮力大小与哪些因素有关的实验 学案，共7页。

由阿基米德原理（）可知，物体所受浮力与排开液体重力、排开液体质量、排开液体密度与排开液体体积有关。与物体所在液体深度、物体体积、物体密度等无关。
在设计实验时要首先明确探究因素与浮力是否有关。无关因素在设计实验时要注意使其得出的结论与猜想不相符。
①在探究浮力与排开液体重力、排开液体质量关系时可直接参考“探究浮力与排开液体重力的关系”实验进行设计，注意实验设计中最简步骤的测量顺序为先测小空桶重力，再测物块重力，再测物块在水中受到的拉力，最后测小桶与桶中排开液体的重力。
②在探究浮力与排开液体密度与排开液体体积关系时，密度不同可采用两种不同液体进行实验。排开液体体积若要得出定量关系，则应选择规则物块标记边长或相应刻度，方便计算排开液体体积。
1．实验桌上提供了6个50g附有挂钩的相同的金属块，0～5N的弹簧测力计一个，适量的水和满足实验要求的量筒。请你利用提供的实验器材，设计实验证明：水对物体的浮力与物体排开水的体积成正比，写出实验步骤并设计实验数据的记录表格。
实验步骤： ( )
实验数据记录表格 ( )
2．实验桌上有如下器材：烧杯、系有细线的石块、六种密度小于石块且密度值不等的液体、密度计、弹簧测力计，请利用上述器材设计实验，证明“在排开液体的体积保持不变时，物体浸入液体所受到的浮力与液体密度成正比”。
要求：（1）画出实验数据记录表格；（2）写出实验步骤。
3．某同学在学习浮力时感到物体上浮和下沉是受浮力大小影响的，因此他得出结论“受浮力大的物体在液体中会上浮，受浮力小的物体在液体中会下沉．”请你选取身边的器材或物品证明他的观点是错误的．
4．小明看到巨大的木头会漂浮在水面上，而细小的铁钉会沉入水底，据此认为“在同种液体中，物体所受浮力跟物体的体积有关，物体体积越大受浮力越大。”请你选择适当的器材设计实验，证明小明的说法是错误的。
（1）写出所选实验器材 ；
（2）写出主要实验步骤 。
5．实验桌上有弹簧测力计、圆柱体实心铁块（ρ铁=7.9×103kg/m3）、细线、分别装有适量水和酒精（ρ酒精=0.8×103kg/m3）的烧杯，小明同学在学习了阿基米德原理后，认为同一物体在密度大的液体中受到的浮力一定大于在密度小的液体中受到的浮力．请你利用这些器材，设计一个实验证明小明的说法是错误的．写出实验步骤、实验现象并简要说明．
6．现有调节好的带砝码的天平一架，试管一个，足量的沙子，小勺一把，符合要求且装有适量水的量筒一个．请根据据这些器材设计实验证明：“试管在水中漂浮时所受浮力跟它排开水的体积成正比”．要求：写出实验步骤并画出实验数据记录表．
（1）实验步骤：
（2）实验数据记录表：
参考答案：
1． 见解析 见解析
【详解】[1]为了证明水对物体的浮力与物体排开水的体积成正比，就要将物体浸于水中，改变其排开水的体积，并同时记录它排开水的体积和受到的浮力，物体排开水的体积可由量筒读出，受到的浮力可采用称重法求出，故设计实验方案如下：
（1）在量筒中倒入适量的水，读出量筒中水的体积V0并记录在表格中；
（2）在调节好的弹簧测力计的挂钩上，挂上6个金属块，测出6个金属块的总重为G并将数据记录在表格中；
（3）手提弹簧测力计，使其中的一个金属块浸没水中，且不碰杯壁和杯底，测出金属块所受拉力F1，读出此时量筒中水面所对的示数V1，将F1的示数和V1记录在表格中；
（4）仿照步骤（3），依次将2个、3个、4个、5个、6个金属块浸没于水中，且不碰杯壁和杯底，分别记下弹簧测力计的示数F2、F3、F4、F5、F6，读出对应的量筒中水面所对的示数分别为V2、V3、V4、V5、V6，并记录数据在表格中；
（5）根据V排=V－V0和F浮=G－F拉分别计算金属块排开水的体积V排1~ V排6及所受的浮力F浮1~F浮6并将数据记录在表格中；
（6）分析数据得出结论。
[2]根据实验方案设计表格如下：
2．（1）见解析；（2）见解析
【详解】[1]实验数据记录表格：
[2]实验步骤设计：利用称重法测量石块浸没水中受到的浮力，利用密度计测量液体的密度，把数据记录表格中。
3．见解析
【详解】把体积相同的木块和铁块放入水中，木块漂浮，铁块下沉，木块排开水的体积比铁块排开水的体积小，木块受的浮力小，铁块受的浮力大，所以该同学的认识是不对的。
4． 取质量相同体积不同的木块和泡沫塑料块各一个 见解析
【详解】（1）[1]选择的实验器材：两个质量相同、体积不同的木块和泡沫塑料块各一个，大烧杯，适量的水。
（2）[2]实验步骤：将木块、泡沫塑料块放入水中，两物块静止后均漂浮，两物体漂浮，所受浮力相等，说明物体所受浮力与物体体积大小无关，小明的说法是错误的。
5．见解析
【详解】实验步骤：
（1）用细线将铁块挂在弹簧测力计下，铁块静止时读出弹簧测力计的示数记为G，将它一半浸入水中，静止时读出弹簧测力计的示数记为F1，记录G和F1；
（2）将铁块从水中取出擦净，用弹簧测力计提着铁块使其浸没在酒精中，静止时读出弹簧测力计的示数记为F2，记录F2；
实验现象：F1 F2；
简要说明：铁块所受浮力：F浮1=G F1，F浮2=G F2，F1 F2，因此，F浮1F浮2
，水酒精，铁块在水中的浮力小于在酒精中的浮力，所以小明的说法是错误的．
6．见解析
【详解】(1)实验步骤:
①向试管内装入适量沙子,在量筒中注入适量的水,把试管放入量筒中,使试管漂浮在水中,用量筒测出试管排开水的体积V1,将测量数据记录在表格中;
②从水中取出试管,擦干后用天平称出试管和沙子的质量m1,将数据记录在表格中;
③仿照步骤①和②,改变试管内沙子的质量,使试管都漂浮在量筒的水中,用量筒依次测出试管排开水的体积V2V6,用天平依次称出试管和沙子的质量m2m6,将测量数据记录在表格中;
④根据F浮=G=mg和测量数据,计算6次试管受到的浮力F1F6,将计算的数据记录在表格中.
(2)实验记录表格
实验次数
量筒中水的体积V0/cm3
放入金属块时量筒中水面的示数V/cm3
金属块排开水的体积V排/cm3
金属块的重力G/N
弹簧测力计示数F拉/N
金属块受到的浮力F浮/N
1
2
3
4
5
6
石块重G/N
弹簧测力计的示数F/N
液体的密度ρ/kg/m3
受到的浮力F/N
1
2
3
V/cm3
m/g
F浮/N