專題訓練（九）探究影響浮力大小的因素及阿基米德原理

學習目標

1.通過實驗和觀察，探究物體形狀、密度、體積以及液體密度等因素如何影響浮力大小。

2.掌握驗證阿基米德原理的實驗方法，包括實驗器材的選擇、實驗步驟的制定、實驗數(shù)據(jù)的記錄和處理等。他

們應能夠獨立完成實驗，并準確地收集實驗數(shù)據(jù)。

3.經過實驗操作，能夠提升實驗技能，包括精確測量、正確操作實驗器材、合理設計實驗步驟等。這些技能對

于未來的科學研究和實踐應用都是非常重要的。

4.學會對實驗數(shù)據(jù)進行分析和比較，找出實驗結果與理論預測之間的關系，從而驗證阿基米德原理的正確性。

同時，他們也需要能夠分析實驗中可能出現(xiàn)的誤差，提出改進實驗方法的建議。

5.在驗證阿基米德原理的過程中，學生需要保持科學的態(tài)度，尊重實驗事實，勇于面對實驗結果與理論預測之

間的差異，并嘗試找出原因。這種科學精神是進行科學研究和探索的重要基礎。

專題解讀

一、探究影響浮力大小的因素

首先，液體的密度是影響浮力大小的關鍵因素。根據(jù)阿基米德原理，浮力的大小等于物體所排開液體的重力。因此,

液體的密度越大，物體排開相同體積的液體所受到的重力就越大，從而浮力也就越大。

其次，物體排開液體的體積也是影響浮力大小的重要因素。當物體完全浸入液體中時，它所排開的液體體積就是它

自身的體積。排開的液體體積越大，浮力也就越大。這一點可以通過觀察不同體積的物體在相同密度的液體中受到的浮

力大小來驗證。

然而，值得注意的是，浮力的大小與物體的形狀、密度、浸沒在液體中的深度以及物體在液體中是否運動等因素無

關。這是因為浮力是由液體對物體上下表面的壓力差產生的，而這些因素并不會改變壓力差的大小。

為了更好地理解這些影響因素，我們可以通過實驗來進行探究。例如，可以設計實驗來比較不同密度和體積的物體

在相同液體中受到的浮力大小，從而驗證液體密度和排開液體體積對浮力大小的影響。同時，也可以設計實驗來觀察物

體在液體中不同深度和運動狀態(tài)下受到的浮力大小，從而驗證其他因素對浮力大小的影響。

總之，探究影響浮力大小的因素是理解浮力概念和原理的重要途徑。通過深入學習和實踐，我們可以更好地掌握浮

力的規(guī)律和應用，為未來的科學研究和實際應用打下堅實的基礎。

二、驗證阿基米德原理

首先，我們要明確阿基米德原理的具體內容。它指出，一個物體在靜止的液體中受到的浮力大小等于它所排開

的液體的重力。這個原理可以用公式表示為：F^G排，其中F浮表示浮力，G排表示排開液體的重力。

其次，我們需要了解如何驗證這一原理。實驗是驗證物理原理的重要手段之一。在驗證阿基米德原理的實驗中，

我們可以采用稱重法來測量浮力的大小。具體步驟包括：將物體掛在彈簧測力計下，記錄測力計的示數(shù)日將物體

浸入液體中，記錄此時測力計的示數(shù)F2；根據(jù)兩次示數(shù)的差值計算出物體所受的浮力F^Fi-Fz。同時，我們還需要

測量物體排開液體的重力G排，可以通過測量排開液體的質量和重力加速度來計算。

在實驗中，我們會觀察到浮力的大小與排開液體的重力相等，從而驗證了阿基米德原理的正確性。這一原理不

僅適用于液體，也適用于氣體。

通過驗證阿基米德原理的實驗，我們可以深入理解浮力的產生原因和影響因素。同時，這一原理在實際應用中

也具有重要意義。例如，在船舶設計、潛水器浮沉控制、浮力測量等方面都需要應用阿基米德原理。

總之，驗證阿基米德原理是理解浮力概念和原理的重要途徑。通過實驗和理論相結合的方法，我們可以深入探

究浮力的本質和應用，為未來的科學研究和實際應用提供有力的支持。

考向一：探究影響浮力大小的因素

1.（2023?湖北十堰?統(tǒng)考中考真題）如圖是小青"探究浮力大小跟哪些因素有關"的實驗，彈簧測力計示數(shù)的大

小關系是：4>￡>6.

甲乙丙丁

（1）乙圖中物塊受浮力大小的表達式，耳孚乙=;

（2）小青比較甲、乙、丙三圖，得出浮力大小與深度有關的結論，有同學指出這個結論不可靠，原因是;

（3）如果實驗中水的密度大于液體的密度，則彈簧測力計示數(shù)大小關系應滿足瑪"（選填"大于"、"等

于"或"小于"）O

2.（2023?黑龍江哈爾濱?統(tǒng)考中考真題）在探究“浮力大小與什么因素有關"實驗中：

（1）東寶測量物體A在水中所受浮力的方法如圖，由圖可知，物體受到的重力為N,物體受到的浮力為一

N,浮力的方向是;

（2）偉鵬同學在實驗中獲得如下的數(shù)據(jù)，分析表中的數(shù)據(jù)能否得到浮力大小與物體排開液體體積的定量關系?

若能，請寫出主要分析過程（可省略計算步驟）及結論；若不能，請說明理由_____。

實驗次數(shù)浮力七/N液體密度盤（g/cn?）排開液體體積。/cm3

10.40.850

20.90.9100

30.51.050

42.21.1200

50.61.250

3.（2023?甘肅蘭州?統(tǒng)考中考真題）小剛游泳時發(fā)現(xiàn)，人從淺水區(qū)走向深水區(qū)的過程中所受浮力逐漸變大。于

是他猜想浮力的大小可能與物體浸在液體中的深度有關。為了驗證自己的猜想是否正確，他設計并完成了如圖甲所

示的實驗，并將詳細的實驗數(shù)據(jù)記錄在表格中。

」

」

一

N一

o|，h0

-=o”o

=-1!一E

L二h

=-2131

三E

3

=E.=-E2

I23-三-3,6NI2-B

=-33

4三=44

「4

E一-

5

5

-Z

-2.84

z

L.0

L.62

。

0..84

ABCD012345678910h/cm

甲乙

物塊下表面所處深度h/cm0123456789

彈簧測力計示數(shù)尸/N4.64.23.83.43.02.62.22.22.22.2

物塊所受浮力FJN00.40.81.62.02.42.42.42.4

（1）表格中所缺數(shù)據(jù)為，請在圖乙中畫出浮力大小尸力物塊下表面所處深度〃之間的關系圖

像;

（2）分析上述實驗，請解釋人從淺水區(qū)走向深水區(qū)時浮力為什么會變大？

（3）由圖B和表中數(shù)據(jù)可知，物塊下表面受到水的壓強為Pa（AK=l-0xl03kg/m3）；

（4）為了繼續(xù)探究浮力的大小是否與液體密度有關，他應該采取的操作是：o

4.（2023?黑龍江?統(tǒng)考中考真題）如圖所示是物理興趣小組探究"影響浮力大小的因索”的實驗，根據(jù)他的實驗

探究數(shù)據(jù)，請你回答下列問題：（〃水=1.0x：L03kg/m3）

0

-^

N

a,6N

水

液

ABCDE

（1）由圖可知物體浸沒在水中受到的浮力F聲N；

（2）由圖ACD可知，浮力大小與物體浸沒深度（選填"無關"或"有關"）;

（3）分析此實驗可得出：物體受到的浮力大小與和有關；

（4）經進一步計算可知物體體積憶=m3,物體的密度片kg/m3o

5.（2023?廣東?統(tǒng)考中考真題）在"探究浮力大小與哪些因素有關”的實驗中；

甲

（1）觀察彈簧測力計的零刻度線、和分度值；調零時，彈簧測力計應在_________（選填"豎直"或"水

平"）方向上調零；

（2）如題圖甲所示，在彈簧測力計下懸掛一個高為6cm的長方體物塊（可塑），測出重力，將它緩慢浸入水

中，記錄懸停在A、B、C、D、E這五個位置彈簧測力計的示數(shù)和深度九請根據(jù)實驗數(shù)據(jù)，在圖乙中畫出物塊所受

浮力尸浮隨人變化的圖像；

（3）分析圖像可知：浸沒前，〃增加，F(xiàn)泮________；浸沒后，力增加，F(xiàn),,,；（均選填"變大""變小"

或"不變")

(4)若把此物塊捏成高為6cm的圓錐體，重復上述實驗。兩次實驗所得的尸浮隨/!變化的圖像(選

填"相同"或"不同")；

(5)若繼續(xù)探究浮力的大小與液體密度的關系，還需添加一種材料：o

考向二：驗證阿基米德原理

6.(2022下?遼寧沈陽?八年級沈陽市第四十三中學?？计谥?(一)小紅設計了如圖所示的實驗來探究“浮力

的大小跟排開液體所受重力的關系”。

H1N

?.510.5N

A

P

U

丙

(1)實驗的最佳順序是;

(2)物塊A的密度為g/cm3；

(3)小紅利用上述實驗中的器材和木塊，探究"漂浮在液面上的物體所受浮力的大小是否遵循阿基米德理"，

實驗過程中步驟不需要彈簧測力計。(甲、乙、丙、丁)

(二)物理興趣小組的小明同學想到，用排水法測某實心金屬塊的密度實驗器材有小空桶、溢水杯、燒杯、量

筒和水實驗步驟如下：

①讓小空桶漂浮在盛滿水的溢水杯中，如圖甲；

②將金屬塊浸沒在水中，測得溢出水的體積為20mL,如圖乙；

③將燒杯中20mL水倒掉，從水中取出金屬塊，如圖丙；

④將金屬塊放入小空桶，小空桶仍漂浮在水面，測得此時溢出水的體積為34mL,如圖丁請回答下列問題：

(1)小明可得被測金屬塊的密度是kg/m3；

(2)圖甲、圖乙和圖丁三個相比，溢水杯對桌子的壓力是(選填"甲大"或"乙大"或"丁大"或"相等")；

(3)在實驗步驟③和④中，將沾有水的金屬塊放入小空桶，測出的金屬塊密度將(填"偏大""不變"或

"偏小")。

7.(2023下?山東德州?八年級校考階段練習)小紅設計了如圖所示的實驗來探究"浮力的大小跟排開液體所受

重力的關系”;

甲乙丙丁

(1)實驗的最佳順序是;

A.甲、乙、丙、丁

B.丁、甲、乙、丙

C.乙、甲、丁、丙

(2)圖乙中物體受到的浮力是N；通過實驗可得到的結論是：浸在液體中的物體，受到的浮力大小

等于它;

(3)設從左到右彈簧測力計的示數(shù)分別為尸八6、B、F4,則可通過等式(用B、B、巳、K表示)

來驗證阿基米德定律；

(4)以下情況會影響結論的是；

A.圖乙中水面未到達溢水杯的溢水口B.圖乙中物體未全部浸沒在水中

(5)將圖乙中的水換成酒精(品精=0.8xl03kg/mD,物體受到的浮力；(選填"變大"、"變小"或"不

變")

(6)小紅利用上述實驗中的器材和木塊，探究"漂浮在液面上的物體所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”,

實驗過程中步驟不需要彈簧測力計。(選填"甲"、"乙"、"丙"或"丁")

8.(2023下?遼寧沈陽?八年級沈陽市第四十三中學?？计谥?如圖，圖1是小明同學驗證阿基米德原現(xiàn)的實驗

過程圖，彈簧測力計花A、B、C、D四個步驟中的讀數(shù)分別為G空桶=1N、耳=2N、G物=3N、g=2N,

/?*=1.0xl03kg/m3,g取10N/kg。

二

-

-

-三

-

-三

-

-

-三

-

-

-三

Y

^

T

>—

L

^

>

(

1

~

|甲乙丙

C

A

；

號）

（填序

序為

驟順

作步

的操

合理

，最

誤差

實驗

減小

為了

（1）

說

），

桶表示

、G空

、巴

、耳

用G物

式時（

的關系

足

結果滿

的測量

實驗中

序，當

作順

的操

合理

照最

（2）按

；

理成立

米德原

明阿基

；

母）

填字

（只

的是

結果

驗證

影響

以下

作，

序操

理順

最合

（3）按

水

未裝滿

水杯內

B中溢

A.圖

水中

浸沒在

金塊未

B中合

B.圖

水

有少量

小桶內

A中

C.圖

3

究

塊，探

和木

器材

中的

實驗

上述

利用

小紅

o若

g/m