實(shí)驗(yàn)10探究浮力大小與哪些因素有關(guān)

/"必題識"麒

一、浮力

L浮力的定義：浸在液體（或氣體）中的物體受到豎直向上的力,這個(gè)力叫做浮力。

注意:“浸在”包括“部分浸入”和“全部浸入（即浸沒）”兩種情況，也就是說浸沒在液體內(nèi)部

和浮在液體表面的物體都受到浮力的作用。

2.浮力的方向：豎直向上。

無論物體的形狀如何、是否運(yùn)動，也無論液體（靜止的液體）如何放置，浸在液體中的物體受到

的浮力的方向總是豎直向上的。

3.浮力的施力物體與施力物體

（1）浮力的施力物體：液體（或氣體）。

（2）浮力的受力物體：浸在液體（或氣體）中的物體。

二、探究浮力大小的影響因素

【提出問題】浮力的大小跟哪些因素有關(guān)？

【猜想與假設(shè)】（1）游泳池里越往深水區(qū)走，所受的浮力越大，由此猜想：浮力的大小可能與

物體浸在液體中的體積或浸沒深度有關(guān)；

（2）雞蛋在純水中會下沉，但在濃鹽水中卻能漂浮，由此猜想：浮力大小可能與液體的密度有

關(guān)；

（3）木頭在水中漂浮，但鐵塊在水中下沉，由此猜想：浮力的大小可能與浸沒在液體中的物體

密度有關(guān)。

【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】

實(shí)驗(yàn)?zāi)康淖兞靠刂茍D示現(xiàn)象及分析探究結(jié)論

探究浮力的大小同一物體浸在同乙、丙兩種情況下浮力的大小與物體浸

:

與物體浸沒深度一液體中，物體浸Lj!彈簧測力計(jì)的示數(shù)沒在液體中的深度無

的關(guān)系沒的深度不同相同，即浮力相同關(guān)

三;'---7^5-二二二:水

探究浮力的大小液體的密度相同，h乙、丙兩種情況下物體受到的浮力與物

匕f

與物體浸入液體同一物體浸入液?1彈簧測力計(jì)示數(shù)不體浸入液體的體積有

的體積的關(guān)系體的體積不同1同，即浮力不同，關(guān)

5[水

玉|水目

FI>F2

探究浮力的大小同一物體浸在液乙、丙兩種情況下物體受到的浮力于液

與液體密度的關(guān)體中的體積相同，彈簧測力計(jì)的示數(shù)體的密度有關(guān)

ff6N

系液體密度不同不同，即浮力不同，

鹽

水用水

F2>F1

探究浮力的大小兩個(gè)體積相同、質(zhì)甲、乙兩種情況下物體所受的浮力與物

蕤pN

與物體密度的關(guān)量不同的物體，浸彈簧測力計(jì)的示數(shù)體的密度無關(guān)

r%

系入在同一液體中差相同，即浮力相

□[罡水a(chǎn)

同

P

j5.6N

唳

i!萋水比

【總結(jié)歸納】浮力的大小只跟液體的密度和物體浸△液體的體積有關(guān)（與物體的形狀、材料、

浸沒的深度、液體的多少無關(guān)）。在液體密度相同時(shí)，浸入液體的體積越大，物體受到的浮力越

大；在浸入液體的體積相同時(shí)，液體的密度越大，物體受到的浮力越大。

》"考查明星"探究

[例題1]（2024?前郭縣校級一模）為了“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”，某興趣小組的同學(xué)用

同一物塊進(jìn)行了如圖所示的操作，并記下物塊靜止時(shí)彈簧測力計(jì)的示數(shù)，如圖所示。

（1）小組同學(xué)通過比較甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)，得到“浮力的大小與物塊浸沒的深度有關(guān)”的結(jié)論，產(chǎn)

生錯(cuò)誤的原因是;

（2）通過比較甲、丙兩次實(shí)驗(yàn)，得出浮力的大小與有關(guān)；

（3）該組的同學(xué)根據(jù)測得的數(shù)據(jù)計(jì)算出：物塊的重力為N,密度為kg/m

3（已知：g=10N/kg,P—1-2x103kg/m3）o

[例題2]（2024?鄒城市校級三模）在探究“浮力大小與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，所用器材為，材

料相同、體積不同的長方體物塊A、B,兩只相同的燒杯，內(nèi)裝等量清水，并利用這些器材進(jìn)行

了如圖所示的四步實(shí)驗(yàn)。

（1）為了準(zhǔn)確測出物體的重力，把物體懸掛在豎直的彈簧測力計(jì)下端的掛鉤上，當(dāng)測力計(jì)和物體

都時(shí)，讀出測力計(jì)的示數(shù)。物體A在水中所受浮力的大小為N；

（2）比較以上四次實(shí)驗(yàn)，總結(jié)浮力大小與物體排開液體體積關(guān)系的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是

（3）小強(qiáng)同學(xué)想繼續(xù)探究浮力大小與液體密度是否有關(guān)，他向乙燒杯中加鹽并不斷攪拌（液體體

積不變），通過比較甲、乙兩燒杯中A、B兩物塊所受浮力大小得出結(jié)論。小明認(rèn)為這樣的方案不

可行，因?yàn)闆]有控制物體排開液體的體積相同，于是在以上方案的基礎(chǔ)上提出了兩種改進(jìn)：

①向上提物塊B,使兩燒杯中液面,比較此時(shí)A、B兩物塊所受浮力大

小是否相等；

②向上提物塊B,使兩物塊所受浮力,比較兩燒杯中液面的高度是否

相同。

甲乙

[例題3]（2024?永修縣校級模擬）小明在廚房幫媽媽煮餃子，發(fā)現(xiàn)餃子剛?cè)脲仌r(shí)沉在水底，一段時(shí)

間后會鼓起來，煮熟后漂浮在水面上。小明猜想，物體受到的浮力大小可能與它排開液體的體

積有關(guān)，于是設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行探究。如圖，他把適量沙子裝入氣球，并充入少量空氣，制成一個(gè)

“餃子”進(jìn)行了如下實(shí)驗(yàn)。實(shí)驗(yàn)中充入“餃子”的空氣質(zhì)量忽略不計(jì)。

（1）彈簧測力計(jì)是物理實(shí)驗(yàn)中常用的測量工具，該實(shí)驗(yàn)前應(yīng)在方向調(diào)零，如圖甲所示，

該測力計(jì)的分度值是N,用彈簧測力計(jì)測出“餃子”的重力G=N；

（2）如圖乙所示，將“餃子”浸入水中，“餃子”沉底，它受到的浮力F乙與其重力G的大小關(guān)

系為F乙G；（填“或“=”）

（3）用測力計(jì)把“餃子”豎直拉離水底，在水中靜止，測力計(jì)的示數(shù)如圖丙所示，它受到的浮力

Fw=N；

（4）向“餃子”中充入適量空氣，使其體積變大再浸入水中，測力計(jì)的示數(shù)如圖丁所示，此時(shí)它

受到的浮力為F丁，則FT與F丙的大小關(guān)系為F」F丙；（填“>”“<”或“=”）

（5）向“餃子”中充入更多的空氣，浸入水中，“餃子”排開水的體積更大，最終漂浮在水面上，

如圖戊所示。至此，小明驗(yàn)證了自己的猜想，即物體受到的浮力大小與它排開液體的體積有關(guān),

且排開液體的體積越大，所受浮力越。

[例題4]（2024?順德區(qū)校級二模）為了探究“液體內(nèi)部的規(guī)律”和“浮力的影響因素”小華找來一

平底薄壁硬塑料管、燒杯、水、鹽水、天平、刻度尺和細(xì)沙，進(jìn)行下面的實(shí)驗(yàn)。

在塑料管內(nèi)裝入適量的細(xì)沙，并用天平測出細(xì)沙與塑料管的總質(zhì)量，然后把塑料管放在水或鹽水

中豎直漂浮，并用刻度尺測出液面到塑料管口的長度，把各項(xiàng)數(shù)據(jù)記錄在下面的表格內(nèi)。（塑料管

底面積為2cm2）

表（一）（甲）表（二:）（乙）

次數(shù)123次數(shù)456

塑料管與101216塑料管與9.61214.4

沙質(zhì)量向沙質(zhì)量向

gg

液面到塑542液面到塑654

料管□長料管□長

度h/cm度h'/cm

（1）分析表一（或表二）中的1、2、3或4、5、6數(shù)據(jù)可知，同種液體的內(nèi)部壓強(qiáng)隨

—增加而增大，分析表一和表二中的1和5或數(shù)據(jù)可知，液體內(nèi)部壓強(qiáng)大小還與液

體的密度有關(guān)；

（2）分析表一（或表二）中的1、2、3或4、5、6數(shù)據(jù)可知，浸在液體中物體受到的浮力大小隨

著物體增加而增大，分析表一和表二中的2與6數(shù)據(jù)可知，影響浸在液體

中的物體受到浮力大小的影響因素是;

（3）表一中第3次實(shí)驗(yàn)塑料管底部受到水的壓強(qiáng)是Pa；表二中鹽水的密度

甲乙

■"命題熱點(diǎn)"突破

（2024?西藏）在“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，操作步驟如圖所示。

（1）操作乙中，物體受到的浮力為N；

（2）分析比較操作甲、乙、丙可得出的初步結(jié)論是：當(dāng)液體的密度相同時(shí)，

—越大，浸在液體中的物體受到的浮力越大；

（3）已知水的密度是1.0Xl（）3kg/m3,實(shí)驗(yàn)所用物體的密度為kg/m3；（g取ION/

kg）

（4）根據(jù)圖中給出的信息，你還可以分析得出什么結(jié)論？（寫出一條即可）

（2024?山西）小明發(fā)現(xiàn)木頭在水中是漂浮的，而鐵塊在水中會下沉，他猜想浮力的大小與浸在

液體中的物體的密度有關(guān)。為此他進(jìn)行了如下探究，請你幫助他完成實(shí)驗(yàn)。

實(shí)驗(yàn)思路：

（1）選取體積相同、不同的物體A和B分別浸沒在水中，測出其所受浮力

并進(jìn)行比較。

實(shí)驗(yàn)過程：

（2）按照實(shí)驗(yàn)思路依次進(jìn)行如圖所示的操作，從甲圖中可知物體A所受的浮力為No

觀察乙圖可知物體B在水中受到的拉力為N,并計(jì)算出物體B所受的浮力。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論：

（3）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可得出初步結(jié)論：?

-

-二

-

-二

-

-二

-

-二

-

-一

JT-

3二

E-

FI=3NE3F3=4N一

it

B

甲乙

3.（2024?雨花臺區(qū)校級模擬）在“探究影響浮力大小因素”的實(shí)驗(yàn)中，小開同學(xué)準(zhǔn)備了以下實(shí)驗(yàn)

器材：電子秤、足夠高的柱形薄壁容器（質(zhì)量為100g）、金屬塊（質(zhì)量為400g）、輕質(zhì)細(xì)桿、水、

鹽水。實(shí)驗(yàn)步驟如圖所示，其中A、B、C、D容器中是水，E容器中是鹽水。

（1）在C步驟中合金塊浸沒在水中受到的浮力為N；

（2）分析圖A、B、C、D可知，浮力的大小與有關(guān)，與

_____無關(guān)；

（3）小開在E中倒入等質(zhì)量的鹽水，可知浮力的大小還與有關(guān)；

（4）C、D兩圖中金屬塊上表面與下表面的壓力差分別為AFi、AF2,則△FiAF2（選

填“大于”“等于”或“小于”）；

（5）分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知鹽水的密度為kg/m3,若E步驟中物體未完全浸沒就

開始讀數(shù)，則測得的鹽水密度會（選填“偏大”“偏小”或“不變”）；

（6）小開發(fā)現(xiàn)只需把E中的液體換成其他等質(zhì)量的未知液體，就可以利用A、D、E三個(gè)步驟測

出未知液體的密度，若該儀器所能測量的最大未知液體密度為2g/cm3,則電子秤能測量的最大質(zhì)

量至少為go

4.（2024?重慶模擬）如圖1所示，小田在探究“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)時(shí)，用彈簧

測力計(jì)吊著圓柱形物體逐漸浸入水中，再將圓柱形物體逐漸浸入鹽水中。

（1）比較A、B、C三次實(shí)驗(yàn)，說明物體越大，物體所受浮力越大。

（2）為了探究物體所受浮力的大小與液體密度的關(guān)系，應(yīng)該比較A、三次實(shí)驗(yàn)。

（3）在步驟D中，圓柱體浸沒后向下移動但未觸底的過程中，其上下表面受到水的壓力差

（選填“變大”、“變小”或“不變”）。

（4）小田利用實(shí)驗(yàn)中的數(shù)據(jù)計(jì)算出圓柱形物體的密度為g/cn?,如果將圓柱形物體浸入水

中后，圓柱形物體吸水，會使圓柱形物體密度的測量值（選填“偏大”、“偏小”或“不

變”）。

（5）回到家后，小田效仿歷史上“曹沖稱象”的故事，在家利用水盆、小碗、柱狀玻璃杯、足量

的水、刻度尺和記號筆等，測量小玻璃珠的密度。實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①如圖2甲所示，將裝有一定數(shù)量小玻璃珠的碗放入盛有水的水盆中，使碗漂浮在水面上，用記

號筆在碗外壁上標(biāo)記水面的位置；

②如圖2乙所示，往柱狀玻璃杯內(nèi)倒入適量的水，用刻度尺測量出柱狀玻璃杯水面的高度hi=13

cm；

③將碗中所有小玻璃珠放入柱狀玻璃杯中，用刻度尺測量出柱狀玻璃杯水面對應(yīng)的高度h2=15c

m,如圖2丙所示；

④將柱狀玻璃杯中的水慢慢倒入漂浮在水盆中的空碗內(nèi)，,用刻

度尺測量出柱狀玻璃杯中剩余水面對應(yīng)的高度h3=9cm,如圖2丁所示（請將步驟④補(bǔ)充完整）；

⑤根據(jù)以上測量，請推導(dǎo)出小玻璃珠的密度為g/cn?,若步驟④中將水從柱狀玻璃杯倒入

空碗中時(shí)，有部分水濺出到水盆中，則密度測量值（選填“偏大”、“偏小”或“無影響”）。

（2024?泰山區(qū)校級二模）某興趣小組的同學(xué)完成了以下實(shí)驗(yàn)。

（1）實(shí)驗(yàn)1：測量酸奶的密度。

①用調(diào)節(jié)好的天平測量燒杯和適量酸奶的總質(zhì)量，當(dāng)天平平衡時(shí)，如圖甲所示，燒杯和酸奶的總

質(zhì)量為g;

②將燒杯中的部分酸奶倒入量筒中，用天平測量燒杯和剩余酸奶的總質(zhì)量為60.2g；

③如圖乙所示，量筒中酸奶的體積為cm3；

④計(jì)算出這種酸奶的密度為kg/m3?

（2）實(shí)驗(yàn)2：探究“浮力大小與哪些因素有關(guān)”。

實(shí)驗(yàn)步驟如下：如圖丙所示，先將盛有水的容器放在電子秤上，然后用手提著系有細(xì)線的規(guī)則圓

柱體將其緩緩地浸入水中，同時(shí)記下圓柱體下表面所處的深度h和電子秤顯示的相應(yīng)的質(zhì)量m,

記錄數(shù)據(jù)如表所示。己知圓柱體的高度為8cm,當(dāng)h=8cm時(shí)，用彈簧測力計(jì)測得細(xì)線對圓柱體

的拉力為0.8N。水的密度為1.0Xl（）3kg/m3,g取10N/kg。

h/cm02468101214

m/kg2.002.042.082.122.162.162.162.18

①實(shí)驗(yàn)過程中，電子秤示數(shù)逐漸增大時(shí)，細(xì)線對圓柱體的拉力逐漸（選填“增大”或“減

小”

②當(dāng)h=8cm時(shí)，圓柱體受到的浮力大小為N；

③分析表中數(shù)據(jù)可知：圓柱體的密度為g/cn?。

6.1（2024?惠山區(qū)模擬）在探究“影響浮力大小的因素”這一問題時(shí)，小明把一個(gè)飲料罐慢慢按

入水中，感覺用力越來越大，由此猜想浮力大小可能與物體浸入液體中的深度有關(guān)，于是他和

學(xué)習(xí)小組的同學(xué)一起設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)步驟：