实验11 探究浮力大小与排开液体所受重力的关系（原卷版）.docxVIP

实验11探究浮力大小与排开液体所受重力的关系

知识点一、浮力

一、浮力

1.浮力的定义：浸在液体（或气体）中的物体受到的力，这个力叫做浮力。

注意：“浸在”包括“部分浸入”和“全部浸入（即浸没）”两种情况，也就是说浸没在液体内部和浮在液体表面的物体都受到浮力的作用。

2.浮力的方向：。

无论物体的形状如何、是否运动，也无论液体（静止的液体）如何放置，浸在液体中的物体受到的浮力的方向总是竖直向上的。

3.浮力的施力物体与施力物体

（1）浮力的施力物体：（或气体）。

（2）浮力的受力物体：浸在液体（或气体）中的。

知识点二、浮力大小跟物体排开液体所受重力的关系

【提出问题】物体所受的浮力的大小与物体排开液体所受重力存在怎样的定量关系？

【猜想与假设】浮力的大小可能等于物体排开的液体所受的重力。

【制定计划与设计实验】（1）使用弹簧测力计利用称重法得出石块所受的浮力；

（2）收集实验中石块排开的水，测出被排开的水所受的重力，比较浮力和杯排开的水的重力的大小；

（3）换用不同质量的小石块，重复上面的实验，寻找规律。

【实验器材】弹簧测力计、小石块、细线、溢水杯、小桶、水等。

【进行实验】

第一步：测出小石块的重力；

第二步：测出空桶的重力；

第三步：将溢水杯（液面与溢水口平齐），把小石块（不要晃动，以免排开水量偏多）放入杯中，读出此时弹簧测力计的示数，并用小桶收集溢出的水；

第四步：测出小桶和排开水的总重力，比较浮力和排开水的重力的关系；

第五步：换用不同质量的小石块，（多次实验，使结论更具普遍性），记录实验数据。

【记录数据】

次数

①小石块的重力/N

②空桶的重力/N

③弹簧测力计的示数/N

④桶和水总重/N

浮力/N

排开水的重力/N

1

2.0

1.0

1.0

2.0

1.0

1.0

2

2.8

1.0

1.4

2.4

1.4

1.4

3

3.6

1.0

1.8

2.8

1.8

1.8

【实验结论】浸在液体中的物体，受到的浮力大小与它排开的液体所受的重力大小相等。

1．（2023?天津）在学习“阿基米德原理”时，可用“实验探究”与“理论探究”两种方式进行研究。请你完成下列任务：

【实验探究】

通过图1所示的实验，探究浮力的大小跟排开液体所受重力的关系。由实验可得结论：。这就是阿基米德原理。

【理论探究】

第一步：建立模型——选取浸没在液体中的长方体进行研究，如图2所示。

第二步：理论推导——利用浮力产生的原因推导阿基米德原理。

请你写出推导过程。提示：推导过程中所用物理量需要设定（可在图2中标出）。

【原理应用】

水平桌面上有一底面积为S1的柱形平底薄壁容器，内装质量为m的液体。现将一个底面积为S2的金属圆柱体放入液体中，圆柱体静止后直立在容器底且未完全浸没（与容器底接触但不密合），整个过程液体未溢出。金属圆柱体静止时所受浮力F浮＝。

2．（2022?枣庄）小李同学想探究“浮力的大小跟排开液体所受重力的关系”。

（1）实验步骤如图1所示，甲、乙、丙、丁中的弹簧测力计的示数分别为F1、F2、F3、F4，物体受到的浮力F浮＝。

（2）小李利用三个不同物体a、b、c进行实验探究，实验数据如下表：

物体

物重

G/N

物体浸没在水中测力计的示数F/N

浮力

F浮/N

空桶重

G0/N

桶与排开水的总重G1/N

排开水重

G排/N

a

1.2

0.7

0.5

0.6

1.1

0.5

b

2

1.4

0.6

0.6

1.2

0.6

c

2.4

1.7

0.7

0.6

1.2

0.6

分析表中物体a、b的实验数据，小李得出的结论是：。

（3）小李在探究物体c所受浮力的实验中，排除各种测量误差因素的影响，发现物体c排开水的重力明显小于它所受浮力，请分析实验操作中造成这种结果的原因：。

（4）小张利用身边的器材对小李的实验进行改进：两个相同的弹簧测力计A和B、重