第十讲 浮力
第2节 浮力的相关实验(6年2考)
探究浮力的大小与哪些因素有关
1.实验原理：称重法(F浮 = )
2.实验装置图
3.实验方法：控制变量法
(1)探究浮力大小与物体 的关系(用弹簧测力计提着同一物体，使物体浸入同种液体中的体积不同，观察弹簧测力计的示数).
(2)探究浮力大小与 的关系(用弹簧测力计提着同一物体，使物体分别浸没在密度不同的液体的同一深度处，观察弹簧测力计的示数).
(3)探究浮力大小与物体浸入液体中 的关系(用弹簧测力计提着同一物体，使物体浸没在同种液体的不同深度处，观察弹簧测力计的示数).
4.实验结论：物体在液体中所受浮力的大小，跟物体排开液体的体积和液体的密度有关，与物体密度及物体浸没在液体中的深度无关.物体排开液体的体积越大，液体的密度越大，浮力就越 .
5.交流与反思
(1)浮力的方向(竖直向上).
(2)F示数-h、F浮-h图象分析(随着物体浸入液体深度h的增大，弹簧测力计示数不断减小，物体所受浮力逐渐 ；当物体浸没在液体中时，弹簧测力计示数不变，浮力 ).
(3)利用阿基米德原理计算物体浸入液体的体积(V=V排 =)或液体的密度(ρ液= ).
(4)多次实验的操作和目的
①操作： ；
②目的： .
【母题1】小明在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，根据常识提出如下猜想：
猜想1：浮力的大小可能跟排开液体的体积有关；
猜想2：浮力的大小可能跟物体浸入液体的深度有关；
猜想3：浮力的大小可能跟液体的密度有关；
猜想4：浮力的大小可能跟物体的密度有关.
◆基础练
(1)为验证上述猜想，小明进行了如图的一系列实验.实验前首先应该在 (填“竖直”或“水平”)方向对弹簧测力计进行调零.给烧杯中倒入水时应“适量”，水“适量”的标准是要求物体能够 在水中，且物体不接触烧杯底.
(2)小明用弹簧测力计先测出铜块的重力G，接着将铜块浸入水中，静止时，读出测力计对物体的拉力F拉， 可计算出物体所受的浮力F浮.
①其测量原理利用了 (填字母)；
A.F浮与G是对平衡力
B.F浮与G是相互作用力
C.F浮与F拉是相互作用力
D.F浮、F拉和G是一组平衡力
②由图中a、c实验可知铜块浸没在水中受到的浮力为 N，方向 .
(3)小明先后进行了如图所示的实验，并对其进行分析研究，发现浮力的大小有时与深度有关，有时与深度无关，对此合理的解释是浮力的大小随着物体排开水的体积的增大而 ， 当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同，浮力的大小与深度 (填“有关”或“无关”).
(4)通过分析图中a、c、e实验现象可验证猜想 正确，可以初步得出结论：浸在液体同一深度处的物体，液体密度越大，受到的浮力越 ；为了使这一结论更具普遍性，接下来应换用 重复进行实验.
(5)为了验证猜想4，小明又增加一个与铜块 (填“质量”或“体积”)相同的铝块进行实验，将铝块浸没在与铜块相同深度处，测得它们受到的浮力都相等，可以初步判断猜想4是 (填“正确”或“错误”)的.
◆提升练
(6)小明若先完成图中c实验，再进行图中a实验，则测得铜块受到的浮力将 (填“偏大”或“偏小”).
(7)为了探究浮力大小是否与物体的形状有关，小明用橡皮泥捏成船和小球的形状，先后放入水中，发现船会漂浮，小球沉底，由此得出结论：浮力的大小与物体的形状有关，该结论 (填“ 可靠”或“不可靠”)，原因是 .
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
1.实验装置图
2.实验步骤
(1)用弹簧测力计测出物体所受的重力G1.
(2)用弹簧测力计测出空小桶所受的重力G2.
(3)将物体浸在盛满水的溢水杯中(浸没和部分浸入两种情况都可以)，读出弹簧测力计的示数F，同时用小桶收集物体排开的水.
(4)用弹簧测力计测出小桶和排开水所受的重力G3.
(5)物体排开水的重力G排 = .利用弹簧测力计测出物体所受的浮力F浮=G1-F.
(6)实验数据关系：G1-F≈G3-G2.
3.实验结论：浸在液体中的物体受到的浮力大小等于它排开的液体所受的重力(F浮=G排).
4.交流与反思
(1)正确使用溢水杯(溢水杯中的水要达到溢水口，以保证排开的水全部流入小桶，若溢水杯没有盛满水，会导致所测排开水的重力偏 ).
(2)相应的误差分析
①若先将物体放入水中测拉力，再测物体的重力，物体沾水所测重力偏大，所测浮力偏 ；
②若先测量小桶和排开水的重力，再测量小桶的重力，小桶沾水，所测重力偏大，所测排开水的重力偏 .
【母题2】小明所在实验小组利用弹簧测力计、溢水杯、小桶、圆柱体物块、细线等器材探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系，进行如图甲所示的实验.
A B C D
甲
◆基础练
(1)在实验操作前，细心的小红指出图甲A中存在一处错误，该错误是 .
(2)纠正错误后，为了方便操作和减小测量误差，图甲中最合理的操作步骤应该是 .
(3)小明按调整后的顺序重新实验，并将测量的实验数据记录在下面的表格中.
物体所受的重力/N 物体在水中时测力计的读数 浮力/N 小桶和排开水所受的总重力/N 小桶所受的重力/N
2 1 2.2 1.2
①请根据图甲实验现象将表格空缺的内容补充完整；
②分析数据可初步得出结论：浸在液体中的物体所受浮力的大小等于 .
(4)在图甲B步骤中，溢水口还在溢水过程中，小明便急忙把小桶移开，开始测量小桶和溢出水的总重力，这样会导致测得小桶和排开水所受的重力 .
(5)要验证阿基米德原理，物块 (填“一定” 或“不一定” )要浸没在水中.
◆提升练
(6)实验完成后，小明又进行了如下深入探究：将注满水的溢水杯放在电子秤上，如图乙A所示，其示数为m1，再将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没，待杯中水停止外溢时，如图乙B所示，其示数为m2，则m1 (填“>”“<”或“=”)m2.
乙
(7)如图丙，把盛水量至溢水口的溢水杯放到电子秤上，溢水杯口下放置空量筒，将铜块缓慢浸入水中，且始终不与杯接触，从铜块开始浸入直至浸没一定深度的过程中，电子秤的示数 ；若溢水杯中水量未到溢水口，则电子秤的示数 .(填“变大”“变小”或“不变”)
丙 丁
(8)小明用如图丁装置设计了如下实验，在透明薄膜塑料袋中装入大半袋水，用弹簧测力计钩住塑料袋缓慢放入水中，水袋受到的浮力不断 (填“增大”或“减小”).当塑料袋中的水面与容器中水面 时，水袋中水的重力和排开水的重力相等.
探究浮力的大小与哪些因素有关(6年1考)
1.(2018省卷21题7分)一般情况下，人在水中会下沉，在死海中却能漂浮在水面上.为此，小李同学猜想：浮力的大小可能跟液体的密度有关.为了检验这个猜想，他设计了如图所示的实验进行探究：
甲 乙 丙
(1)由实验图可得，铝块在水中受到的浮力F浮= N.
(2)比较乙、丙两图中铝块所受浮力的大小，小李同学得出浮力的大小与液体的密度无关的结论，你认为这个结论是 (填“正确”或“错误”)的，原因是 .
丁
(3)小赵同学认为用以下方法检验更为简便：将同一个新鲜鸡蛋依次轻放入盛有水和浓盐水的烧杯中，看到鸡蛋在水中下沉，在浓盐水中悬浮(如图丁所示).分析鸡蛋受力可知，在水中下沉是因为它受到的浮力 (填“大于”“小于”或“等于”)重力；在浓盐水中悬浮时，根据 的知识可得，鸡蛋受到的浮力 (填“大于”“小于”或“等于”)重力，从而可以得出结论：浮力的大小与液体的密度 (填“有关”或“无关”).
探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系(6年1考)
2.(2023省卷22题7分)某小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”.
甲 乙 丙 丁 戊
图1
(1)弹簧测力计使用前要先进行 .
(2)实验步骤如图1所示，由图甲和丁可知物体受到的浮力F浮= .
(3)以下选项中若 成立，则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系.
A.F1-F2=F3-F4
B.F1-F3=F4-F2
C.F3-F2=F1-F4
(4)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进，装置如图2所示.向下移动水平横杆，使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中，观察到A的示数逐渐 ，B的示数逐渐 ，且A、B示数的变化量 (填“相等”或“不相等”).
图2
(5)比较两种实验方案，改进后的优点是 (多选).
A.测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化，测力计固定、示数更稳定
C.能同步观察测力计A、B示数的变化第十讲 浮力
第2节 浮力的相关实验(6年2考)
探究浮力的大小与哪些因素有关
1.实验原理：称重法(F浮 =G物-F拉)
2.实验装置图
3.实验方法：控制变量法
(1)探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系(用弹簧测力计提着同一物体，使物体浸入同种液体中的体积不同，观察弹簧测力计的示数).
(2)探究浮力大小与液体密度的关系(用弹簧测力计提着同一物体，使物体分别浸没在密度不同的液体的同一深度处，观察弹簧测力计的示数).
(3)探究浮力大小与物体浸入液体中深度的关系(用弹簧测力计提着同一物体，使物体浸没在同种液体的不同深度处，观察弹簧测力计的示数).
4.实验结论：物体在液体中所受浮力的大小，跟物体排开液体的体积和液体的密度有关，与物体密度及物体浸没在液体中的深度无关.物体排开液体的体积越大，液体的密度越大，浮力就越大.
5.交流与反思
(1)浮力的方向(竖直向上).
(2)F示数-h、F浮-h图象分析(随着物体浸入液体深度h的增大，弹簧测力计示数不断减小，物体所受浮力逐渐增大；当物体浸没在液体中时，弹簧测力计示数不变，浮力不变).
(3)利用阿基米德原理计算物体浸入液体的体积(V=V排 =)或液体的密度(ρ液= ).
(4)多次实验的操作和目的
①操作：换用不同的液体多次实验(或换用体积不同的物体多次实验)；
②目的：得出普遍规律.
【母题1】小明在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中，根据常识提出如下猜想：
猜想1：浮力的大小可能跟排开液体的体积有关；
猜想2：浮力的大小可能跟物体浸入液体的深度有关；
猜想3：浮力的大小可能跟液体的密度有关；
猜想4：浮力的大小可能跟物体的密度有关.
◆基础练
(1)为验证上述猜想，小明进行了如图的一系列实验.实验前首先应该在竖直(填“竖直”或“水平”)方向对弹簧测力计进行调零.给烧杯中倒入水时应“适量”，水“适量”的标准是要求物体能够浸没在水中，且物体不接触烧杯底.
(2)小明用弹簧测力计先测出铜块的重力G，接着将铜块浸入水中，静止时，读出测力计对物体的拉力F拉， 可计算出物体所受的浮力F浮.
①其测量原理利用了D(填字母)；
A.F浮与G是对平衡力
B.F浮与G是相互作用力
C.F浮与F拉是相互作用力
D.F浮、F拉和G是一组平衡力
②由图中a、c实验可知铜块浸没在水中受到的浮力为1N，方向竖直向上.
(3)小明先后进行了如图所示的实验，并对其进行分析研究，发现浮力的大小有时与深度有关，有时与深度无关，对此合理的解释是浮力的大小随着物体排开水的体积的增大而增大， 当物体完全浸没在水中后排开水的体积相同，浮力的大小与深度无关(填“有关”或“无关”).
(4)通过分析图中a、c、e实验现象可验证猜想3正确，可以初步得出结论：浸在液体同一深度处的物体，液体密度越大，受到的浮力越大；为了使这一结论更具普遍性，接下来应换用不同密度的液体重复进行实验.
(5)为了验证猜想4，小明又增加一个与铜块体积(填“质量”或“体积”)相同的铝块进行实验，将铝块浸没在与铜块相同深度处，测得它们受到的浮力都相等，可以初步判断猜想4是错误(填“正确”或“错误”)的.
◆提升练
(6)小明若先完成图中c实验，再进行图中a实验，则测得铜块受到的浮力将偏大(填“偏大”或“偏小”).
(7)为了探究浮力大小是否与物体的形状有关，小明用橡皮泥捏成船和小球的形状，先后放入水中，发现船会漂浮，小球沉底，由此得出结论：浮力的大小与物体的形状有关，该结论不可靠(填“ 可靠”或“不可靠”)，原因是没有控制物体排开液体的体积相等.
探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系
1.实验装置图
2.实验步骤
(1)用弹簧测力计测出物体所受的重力G1.
(2)用弹簧测力计测出空小桶所受的重力G2.
(3)将物体浸在盛满水的溢水杯中(浸没和部分浸入两种情况都可以)，读出弹簧测力计的示数F，同时用小桶收集物体排开的水.
(4)用弹簧测力计测出小桶和排开水所受的重力G3.
(5)物体排开水的重力G排 =G3-G2.利用弹簧测力计测出物体所受的浮力F浮=G1-F.
(6)实验数据关系：G1-F≈G3-G2.
3.实验结论：浸在液体中的物体受到的浮力大小等于它排开的液体所受的重力(F浮=G排).
4.交流与反思
(1)正确使用溢水杯(溢水杯中的水要达到溢水口，以保证排开的水全部流入小桶，若溢水杯没有盛满水，会导致所测排开水的重力偏小).
(2)相应的误差分析
①若先将物体放入水中测拉力，再测物体的重力，物体沾水所测重力偏大，所测浮力偏大；
②若先测量小桶和排开水的重力，再测量小桶的重力，小桶沾水，所测重力偏大，所测排开水的重力偏小.
【母题2】小明所在实验小组利用弹簧测力计、溢水杯、小桶、圆柱体物块、细线等器材探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系，进行如图甲所示的实验.
A B C D
甲
◆基础练
(1)在实验操作前，细心的小红指出图甲A中存在一处错误，该错误是溢水杯的水面未到达溢水口.
(2)纠正错误后，为了方便操作和减小测量误差，图甲中最合理的操作步骤应该是DABC.
(3)小明按调整后的顺序重新实验，并将测量的实验数据记录在下面的表格中.
物体所受的重力/N 物体在水中时测力计的读数 浮力/N 小桶和排开水所受的总重力/N 小桶所受的重力/N 排开水所受的重力/N
2 1 1 2.2 1.2 1
①请根据图甲实验现象将表格空缺的内容补充完整；
②分析数据可初步得出结论：浸在液体中的物体所受浮力的大小等于物体排开液体所受的重力.
(4)在图甲B步骤中，溢水口还在溢水过程中，小明便急忙把小桶移开，开始测量小桶和溢出水的总重力，这样会导致测得小桶和排开水所受的重力偏小.
(5)要验证阿基米德原理，物块不一定(填“一定” 或“不一定” )要浸没在水中.
◆提升练
(6)实验完成后，小明又进行了如下深入探究：将注满水的溢水杯放在电子秤上，如图乙A所示，其示数为m1，再将铁球用细线悬挂轻轻放入水中浸没，待杯中水停止外溢时，如图乙B所示，其示数为m2，则m1=(填“>”“<”或“=”)m2.
乙
(7)如图丙，把盛水量至溢水口的溢水杯放到电子秤上，溢水杯口下放置空量筒，将铜块缓慢浸入水中，且始终不与杯接触，从铜块开始浸入直至浸没一定深度的过程中，电子秤的示数不变；若溢水杯中水量未到溢水口，则电子秤的示数变大.(填“变大”“变小”或“不变”)
丙 丁
(8)小明用如图丁装置设计了如下实验，在透明薄膜塑料袋中装入大半袋水，用弹簧测力计钩住塑料袋缓慢放入水中，水袋受到的浮力不断增大(填“增大”或“减小”).当塑料袋中的水面与容器中水面相平时，水袋中水的重力和排开水的重力相等.
探究浮力的大小与哪些因素有关(6年1考)
1.(2018省卷21题7分)一般情况下，人在水中会下沉，在死海中却能漂浮在水面上.为此，小李同学猜想：浮力的大小可能跟液体的密度有关.为了检验这个猜想，他设计了如图所示的实验进行探究：
甲 乙 丙
(1)由实验图可得，铝块在水中受到的浮力F浮=1N.
(2)比较乙、丙两图中铝块所受浮力的大小，小李同学得出浮力的大小与液体的密度无关的结论，你认为这个结论是错误(填“正确”或“错误”)的，原因是没有控制铝块排开液体的体积相同.
丁
(3)小赵同学认为用以下方法检验更为简便：将同一个新鲜鸡蛋依次轻放入盛有水和浓盐水的烧杯中，看到鸡蛋在水中下沉，在浓盐水中悬浮(如图丁所示).分析鸡蛋受力可知，在水中下沉是因为它受到的浮力小于(填“大于”“小于”或“等于”)重力；在浓盐水中悬浮时，根据二力平衡的知识可得，鸡蛋受到的浮力等于(填“大于”“小于”或“等于”)重力，从而可以得出结论：浮力的大小与液体的密度有关(填“有关”或“无关”).
探究浮力的大小与排开液体所受重力的关系(6年1考)
2.(2023省卷22题7分)某小组探究“浮力的大小与排开液体所受重力的关系”.
甲 乙 丙 丁 戊
图1
(1)弹簧测力计使用前要先进行校零.
(2)实验步骤如图1所示，由图甲和丁可知物体受到的浮力F浮=F1-F3.
(3)以下选项中若B成立，则可以得出浮力的大小与排开液体所受重力的关系.
A.F1-F2=F3-F4
B.F1-F3=F4-F2
C.F3-F2=F1-F4
(4)另一小组利用两个相同的弹簧测力计A和B、饮料瓶和吸管组成的溢水杯、薄塑料袋(质量忽略不计)对实验进行改进，装置如图2所示.向下移动水平横杆，使重物缓慢浸入盛满水的溢水杯中，观察到A的示数逐渐变小，B的示数逐渐变大，且A、B示数的变化量相等(填“相等”或“不相等”).
图2
(5)比较两种实验方案，改进后的优点是BC(多选).
A.测力计A的示数就是物体所受浮力的大小
B.实验器材生活化，测力计固定、示数更稳定
C.能同步观察测力计A、B示数的变化
