题目内容

在物理课外小组活动时,老师给同学们准备了以下器材:弹簧测力计、量筒、刻度尺、烧杯、水、细线;同学们设计了许多种方法测正方体小金属块浸没在水中所受的浮力.请写出两种测量方法,并用测出的物理量表示出浮力的大小.
分析:利用称重法(用弹簧测力计测出铁块的重力、测出铁块浸没在水中时的示数)测量铁块受到的浮力;
用量筒测出铁块的体积(排开水的体积),知道水的密度,利用阿基米德原理求铁块受到的浮力.
解答:解:方法一:实验器材:弹簧测力计、水、烧杯、细线、金属块
实验步骤:(1)用弹簧测力计测出金属块的重力G;
(2)用弹簧测力计测出金属块浸没在水中时的示数F;
用测量的符号写出计算浮力的表达式 F=G-F.
方法二:
实验器材:量筒、水、细线、金属块
实验步骤:(1)量筒内装入适量的水,读出体积v1
(2)将金属块浸没在量筒内的水中,读出体积v2
用测量的符号写出计算浮力的表达式 F(v2-v1)g.
点评:本题考查了学生利用提供的器材进行探究实验的能力,要求灵活运用阿基米德原理和称重法,涉及到设计实验方案,属于难题.
练习册系列答案
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在物理课外小组活动时,老师拿来了外观上没有什么差别的两杯液体,并且告诉小明和小丽,两杯液体分别是清水和盐水,不能用嘴尝,让小明和小丽把它们区分开.
小丽在实验室借来了两个完全相同的烧杯,一个量筒和一台没有砝码的天平.小明则借来了一个弹簧测力计,一个钩码,一个烧杯.
(1)请你根据小明和小丽所准备的器材,设想出他们要采用的方法:
小丽的方法:(简述操作过程)
用量筒量出相同体积的水和盐水,分别倒入两个相同的烧杯中,再将两个烧杯放在天平左右两盘,质量大的为盐水
用量筒量出相同体积的水和盐水,分别倒入两个相同的烧杯中,再将两个烧杯放在天平左右两盘,质量大的为盐水

小明的方法:(简述操作过程)
将钩码分别浸没在水和盐水中,用测力计分别测出拉力,拉力大的为水
将钩码分别浸没在水和盐水中,用测力计分别测出拉力,拉力大的为水

通过实验认识了浮力后,小军和小民班的同学在老师的引导下,继续对“浮力的大小与哪些因素有关”进行了实验探究.
首先,他们对“浮力的大小与哪些因素有关”进行了猜想,在老师的帮助下将同学们的猜想归纳如下:
猜想1:浮力的大小可能与物体的质量有关;
猜想2:浮力的大小可能与液体的密度有关;
猜想3:浮力的大小可能与物体浸入液体的深度有关;
猜想4:浮力的大小可能与物体浸入液体的体积有关.
(2)小军所在组的同学为了验证猜想1和猜想2,选用了体积相同、质量不同的三个圆柱形物体A、B、C并测出了它们的重分别为4N、4.5N和5N,然后进行了如图所示的实验.
①比较图中序号为a、b、c的三次实验,得出的结论是:浮力的大小与
物体的质量无关
物体的质量无关

②比较图中序号为
a
a
d
d
e
e
的三次实验可以得出结论:浮力的大小与液体的密度有关;液体的密度越大,同一物体受到的浮力也越大.
(3)猜想3是小民所在组的同学提出的,请你举出一个生活中的实例来支持他们的猜想.
在水下提升打捞的物体时,在物体未到达水面之前时,施加的拉力保持不变
在水下提升打捞的物体时,在物体未到达水面之前时,施加的拉力保持不变

(4)小民所在组的同学为了验证猜想3,选用了与小军所在组相同的圆柱形物体A,进行了f图所示的实验,得到的实验数据如下表:
物体A:底面积20cm2、高5cm的圆柱体,液体:酒精
实验序号 1 2 3 4 5
物体浸入液体的深度h/cm 1 3 5 7 9
受到的浮力F/N 0.2 0.5 0.8 0.8 0.8
分析上表中的实验数据,得到的实验结论是:
浮力的大小与物体浸入液体的深度无关,与物体排开液体的体积有关
浮力的大小与物体浸入液体的深度无关,与物体排开液体的体积有关

之后,他们在与其他组同学交流的基础上,在老师的引导下继续进行着探究…

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