题目内容

1.八年级6班的同学用图1所示的实验装置探究“浮力的大小与物体排开液体的体积的关系”,实验中物体排开液体的体积可由物体上的刻度显示出来.
小刚通过实验得到了表一中的实验数据.
实验次数酒精的密度/(kg/m)物体排开液体的体积V/m物体的重力G/N测力计的示数F/N浮力F/N
1 40×10-621.70.3
250×10-621.60.4
360×10-621.50.5
(1)分析表一中的实验数据,小刚得出的实验结论是:在同种液体中,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大.
(2)小刚在和小强进行交流时发现,小强虽然和自己得出了相同的实验结论,但实验中使用的液体和记录的数据并不完全一样.
表二为小强记录的实验数据.
实验次数水的密度/(kg/m)物体排开液体的体积V/m物体的重力G/N测力计的示数F/N浮力F/N
1 40×10-621.60.4
250×10-621.50.5
360×10-621.40.6
他们在对两人的实验数据进行综合分析后,发现:浮力的大小出来与排开液体的体积有关外,还与液体的密度相关.
(3)在对比两人数据时他们还发现,即使在不同液体中,物体也能收到一样大的浮力.而且浮力大小相等时,酒精的密度小,排开酒精的体积就大;水的密度大,排开水的体积就小.受此启发,小强提出了关于浮力 大小的一个新猜想:浮力的大小可能跟物体排开液体的重力的大小相等.
(4)于是,两人又用图2所示装置进行了多次实验,发现每次实验中弹簧测力计的四个读数F1、F2、F3、F4之间都满足关系式F1-F3=F4-F2,由此验证了小强新的猜想是正确的.实验后发现他们得到的实验结论和阿基米德原理是一致的.
(5)阿基米德原理作为浮力的普遍规律,表一,表二中的实验数据都应符合这一实验结论.小刚却发现表一中1,3两次数据与这一实验结论并不相符.他与小强仔细分析后认为,这是由于使用中测量存在误差引起的.请写出一个引起测量误差的具体原因:弹簧测力计估读造成的误差(或由刻度线显示排开液全的体积造成的误差等)

分析 (1)通过分析数据中控制不变的量和改变的量及浮力的变化,得出结论;
(2)比较表一和表二中的不同点,得出影响浮力大小的另一个因素;
(3)影响浮力大小的两个因素:液体的密度和排开液体的体积,根据实验中液体密度和排开液体体积的变化得出结论;
(4)阿基米德原理的实质是两个量相等:浸在液体中的物体受到的浮力等于物体排开液体受到的重力.
(5)在进行测量时,对测量工具的读数等都会造成误差.

解答 解:(1)由表一中数据知,水的密度不变,物体排开液体的体积在增大,受到的浮力增大,可得在同一液体中,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大;
(2)表一和表二的第一行或第二行或第三行数据,可知物体排开液体的体积相同,所用液体的密度不同,所受的浮力不同,可得物体在液体中受到的浮力与排开液体的体积有关外,还与液体的密度有关;
(3)由题意知,当受浮力相同时,液体的密度小,排开液体的体积就大,液体的密度大,排开液体的体积就小,由G=mg,ρ=$\frac{m}{V}$可得G=ρgV,可以提出猜想:浮力的大小可能跟物体排开液体的重力大小相等;
(4)分别计算出每次物体所受到的浮力为:F1-F3;物体排开液体所受到的重力为:F4-F2并进行比较;发现每一次F1-F3=F4-F2,证明了他的猜想是正确的.
(5)由于弹簧测力计在估读时会造成误差,根据刻度线显示排开液体的体积时,造成的误差也是比较大的,所以会造成表一中1、3两次数据与这一实验结论不相符.
故答案为:(1)在同种液体中,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大;
(2)液体的密度;
(3)物体排开液体的重力的大小;
(4)F1-F3=F4-F2
(5)弹簧测力计估读造成的误差(或由刻度线显示排开液全的体积造成的误差等).

点评 这是一道并于浮力影响因素的综合实验题,分析过程注意控制变量的思想,注意引起误差的可能原因,通过对数据的分析理解阿基米德原理,同时考查了对实验误差的分析.

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