初中物理沪科版（2024）八年级全册（2024）第九章 浮力第三节 阿基米德原理精品课时训练

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任务 探究浮力的大小
【探究准备】
1.实验中,需要测量的物理量(写符号):G物、 G杯 、F拉、 G总 。
2.物体所受浮力:F浮= G物-F拉 ;排开液体的重力:G排= G总-G杯 。
3.实验方法: 间接测量法 。
【探究过程】
【设计实验与制订计划】
1.实验器材的组装
2.制订实验方案
分别测出G物、G杯、F拉、G总,计算出物体所受的 浮力 和排开液体所受的 重力 ,进行比较,总结规律。
【进行实验与收集证据】
(1)如图a所示,用弹簧测力计分别测出石块和烧杯的重力,将实验数据填入表格。
(2)如图b所示,把石块浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中,用烧杯接从溢水杯里被石块排开的水,读出此时弹簧测力计的示数,将实验数据填入表格。
(3)如图c所示,用弹簧测力计测出接了水后烧杯和水的总重,将实验数据填入表格。
(4)更换不同质量的石块,重复上述步骤。
(5)收集数据表格如下
【实验结论】
浸入液体中的物体所受浮力的大小等于 物体排开的液体所受重力的大小 ,这就是著名的阿基米德原理,公式是 F浮= G排 = ρ液V排g 。
【交流与评估】
(1)实验中,怎样获得普遍性的结论?
答:更换不同密度的液体和物体重新实验。
(2)实验中能否先将石块浸没在水中后,再测石块受到的重力?为什么?
答:不能。因为石块拿出水面后,会沾有水珠,使石块的重力变大,误差大。
(3)在测量排开液体的重力时,能否先测烧杯和水的总重力,再倒出水测出烧杯杯的重力?为什么?
答:不能。由于烧杯内的水不能全部倒净,内壁会附有水珠,使测出的G杯偏大,则G排偏小。
(4)若先测量F拉再测G物的结果会怎样?试分析其中的原因。
答:结果:所测浮力偏大;原因:从液体中提起时,物体上粘有液体。
【温馨提示】→操作注意事项
实验时溢水杯中的液体要到达溢水口,且物体要缓慢浸入液体,以保证物体排开的液体全部流入烧杯。
典题疑难突破
【考点一】探究浮力的大小与排开液体的重力的关系
【典题1】某实验小组利用弹簧测力计、石块、溢水杯等器材,按照如图所示的步骤,探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”。
【实验设计】
(1)为了减小实验误差且操作最方便,最合理的操作步骤顺序为 ABCD (填序号)。
(2)若A、B、C、D四幅图中弹簧测力计的读数分别是F1、F2、F3、F4。
①由B图和 C 图中弹簧测力计的读数可以求出小石块的浮力;
②如果关系式 F2-F3=F4-F1 成立,就可以验证“阿基米德原理”。
【进行实验】
(3)先用弹簧测力计分别测出空桶和石块的重力,其中石块的重力大小为 3.8 N。
(4)把石块浸没在盛满水的溢水杯中,石块受到的浮力大小为 1.4 N,石块排开的水所受的重力可由 A、D (填字母代号)两个步骤测出;由以上步骤可初步得出结论:浸入水中的物体所受浮力的大小等于 物体排开的水所受到的重力大小 。
【实验延伸】
(5)为了得到更普遍的结论,下列继续进行的操作中不合理的是 B 。
A.用原来的方案将石块换成体积与其不同的铁块进行实验
B.原来的方案和器材多次测量取平均值
C.用原来的方案将水换成酒精进行实验
(6)另一实验小组在步骤C的操作中,只将石块的一部分浸在水中,其他步骤操作正确,则 能 (选填“能”或“不能”)得到与(2)相同的结论;
【创新实践】
(7)【改进装置】小英用身边的器材对实验进行了改进:两个相同的弹簧测力计A和B、重物、溢水杯(由饮料瓶和吸管组成)、薄塑料杯(质量忽略不计)等器材,装置如图E所示。实验时逐渐向下移动水平横杆,使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中直至刚好全部浸没,观察到弹簧测力计A的示数逐渐 减小 (选填“增大”“减小”或“不变”),弹簧测力计B的示数也在改变,若弹簧测力计A的示数变化量为ΔFA,弹簧测力计B的示数变化量为ΔFB,则它们的大小关系是ΔFA = (选填“>”“=”或“