專題10-7浮力相關實驗

知識·解讀

探究浮力大小的實驗一般有兩類：一是探究影響浮力大小的因素，二是驗證阿基米德原理的

實驗。

一、根據稱重法測量浮力；

二、采用控制變量法探究影響浮力大小的因素；

三、會設計實驗驗證阿基米德原理。

典例·解讀

例、小冉在探究“浮力大小與哪些因素有關”的實驗中，用到如下器材：分度值為0.1N

1

的彈簧測力計，底面積為5cm2、高度為6cm的實心圓柱體銅塊，相同的大燒杯若干，

水，密度未知的某種液體，細線等。

(1)小冉進行了如圖所示的實驗：A步驟所示彈簧測力計的示數為_________N；用彈簧測力

計掛著銅塊緩慢地浸入液體中不同深度，步驟如圖B、C、D、E、F所示(液體均未溢出)，

并將其示數記錄在下表中：

彈簧測力計示數/N2.62.52.42.42.3

(2)在實驗步驟B中銅塊所受浮力F浮=_________N。

(3)分析實驗步驟A、B、C、D，可以說明浮力大小跟__________________有關；分析實驗步

驟A、E、F，可以說明浮力大小跟_________有關。

(4)小冉用表格中的數據算出了某種液體的密度是________________kg/m3(結果保留一位小

數)，還算出了步驟B中銅塊下表面受到水的壓強是_________Pa，并發現步驟B、C、D

中銅塊下表面受到水的壓強隨著深度的增加逐漸_________(選填“增大”或“減小”)。

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(5)小冉在步驟B的基礎上繼續探究：保持銅塊下表面所處的位置不變，把彈簧測力計的拉

環固定在鐵架臺上，緩慢向燒杯內加水，發現彈簧測力計的示數逐漸_________(選填

“增大”或“減小”)；當所加水使銅塊剛好浸沒時(水未溢出)，燒杯底部受到水的壓

強增加了Pa。(已知在一定范圍內，彈簧受到的拉力每減少0.1N，彈簧的

長度就縮短0.1cm)

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【答案】(1)2.7(2)0.1(3)排開液體的體積液體的密度

(4)1.3×103200增大(5)減小420．

【解析】本題考查探究浮力大小的實驗。

(1)測力計的分度值為0.1N，由指針位置可知，A步驟所示彈簧測力計的示數為2.7N。

(2)由表格數據可知，在實驗步驟B中拉力為2.6N，則步驟B中銅塊所受浮力F浮=G-F拉=2.7

N-2.6N=0.1N；

(3)由A、B、C、D所示實驗可知物體排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大，由此可

知：浸在同種液體中的物體所受浮力大小跟物體排開液體的體積有關。由A、E、F實驗可

知，物體排開液體體積相同而液體密度不同，物體受到的浮力不同，這說明物體排開相同體

積的液體時，所受浮力大小跟液體密度有關。

23-53

(4)V=5cm×6cm=30cm=3×10m，浸沒時，V排=V，

在F圖中，F浮′=2.7N-2.3N=0.4N，

33

由F浮′=ρ液gV排可得：ρ液==≈1.3×10kg/m；

由浮力產生的原因可知，步驟B中銅塊下表面受到水的壓力F=F浮′=0.1N。

下表面受到水的壓強p===200Pa，

由B、C、D中數據可知，F拉逐漸減小，根據F浮=G-F拉可知，浮力增大，即下表面受到水的壓

力增大，受力面積不變，由p=可知，p逐漸增大，即銅塊下表面受到水的壓強隨著深度的

增加逐漸增大。

(5)緩慢向燒杯內加水，排開水的體積增大，則浮力變大，根據F浮=G-F拉可知，彈簧測力計

的示數逐漸減小；

由F浮=ρ水gV′排可得：

-53

V′排===1×10m，

此時銅塊浸入水的深度：

h1′===0.02m=2cm，

故當圓柱體完全浸沒時，浸沒深度h=6cm，故受到的浮力F浮″=×F浮′=×0.1N=0.3

N，由于在一定范圍內，彈簧受到的拉力每減少0.1N，彈簧的長度就縮短0.1cm，

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因此當所加水使銅塊剛好浸沒時(水未溢出)，此時拉力減小0.3N-0.1N=0.2N，則彈簧的長

度縮短0.2cm=0.002m，因此應該倒入的水的高度Δh=6cm-2cm+0.2cm=4.2cm

33-2

因此燒杯底部受到水的壓強增加值Δp=ρ水gΔh=1.0×10kg/m×10N/kg×4.2×10m=420Pa

例、小強為了“探究浮力的大小跟排開的液體所受重

2

力的關系”，做了如下的實驗：(彈簧測力計每小

格示數為0.5N).

(1)請在A圖中畫出被測物體所受力的示意圖。

(2)你認為更為合理的實驗順序是

___________________________。

(3)通過實驗你得到的結論是：浸在液體中的物體，所受浮力的大小等于

__________________。

(4)請你根據小強在實驗中獲得的數據，計算物體的體積是_________m3；你認為通過本實驗

獲得的數據_________(選填“能”或“不能”)計算出此物體的密度。

(5)請你指出實驗中的注意事項(說出一條即可)。___________________________。

【答案】(1)如圖(2)DABC或ADBC(3)物體排開液體所受到的重力

(4)1×10-4能

(5)物體要緩慢浸入水中，彈簧測力計要盡量豎直，彈簧測力計要調零等，合理即可．

【解析】此題是探究阿基米德原理的實驗，要注意步驟的排列和計算等問題。

(1)在A圖中，由于沒有浸入水中，所以它只受重力和拉力兩個力的作用，并且屬于平衡力。

(2)排列實驗順序時，一定要注意不能最后測量空桶的重力，因此排列順序為ADBC或DABC。

(3)通過實驗發現，浸在液體中的物體，所受浮力的大小等于物體排開液體所受到的重力。

(4)通過實驗發現小桶的重力G0=0.5N，排開水和桶的總重力G=1.5N，因此排開水的重力

-43

G排=G-G0=1N，因此排開水的質量m排=0.1kg，則排開水的體積V排=1×10m，由于浸沒，

排開水的體積等于物體的體積，根據密度公式ρ=即可求得密度。

(5)實驗中，注意彈簧測力計的使用注意事項(比如：調零、要豎直拉著物體等)、物體要緩慢

浸入水中。

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培優·訓練

一、選擇題

1、小英同學在探究“浮力的大小等于什么”時，做了如圖所示的實驗，四步實驗中彈簧測

力計的示數F1、F2、F3、F4，下列等式正確的是()

A.F浮=F2-F3B.F浮=F4-F3C.F浮=F2-F1D.F浮=F2-F4

二、填空題

1、某同學利用一只彈簧測力計和裝有適量水的杯子，測出了一顆小石塊的密度。測量方法

如下：

(1)用細線將小石塊拴好，用彈簧測力計測出它的重力，記為G；

(2)再將小石塊浸沒在水中，用彈簧測力計測出石塊受到的拉力，記為F；

利用測出的物理量可得：小石塊在水中受到的浮力是_________，小石塊的密度ρ＝

_________(水的密度用ρ水表示)。

2、小明同學在探究影響浮力大小的因素時，做了如圖所示的實驗。請你根據小明的實驗探

究回答下列問題。

(1)在C與E兩圖中，保持了排開液體的體積不變，研究浮力與_______________的關系；

根據A與E兩圖所標的實驗數據，可知物體浸沒在鹽水中所受的浮力為________N。

(2)小明對ABCD四個步驟進行了觀察研究，發現浮力的大小有時與深度有關，有時與深

度又無關。

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(3)在小明實驗的基礎上，根據有關實驗數據，可以計算出鹽水的密度為________kg/m3。

3、某實驗小組利用彈簧測力計、小石塊、溢水杯等器材，按照如圖所示的步驟，探究浮力

的大小與排開液體所受重力的關系．

(1)先用彈簧測力計分別測出空桶和石塊的重力，其中石塊的重力大小為________N.

(2)把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯中，石塊受到的浮力大小為________N.石塊排開的水所受

的重力可由________(填字母代號)兩個步驟測出．

(3)由以上步驟可初步得出結論：浸在水中的物體所受浮力的大小等于

____________________．

(4)為了得到更普遍的結論，下列繼續進行的操作中不．合．理．的是________．

A.用原來的方案和器材多次測量取平均值

B.用原來的方案將水換成酒精進行實驗

C.用原來的方案將石塊換成體積與其不同的鐵塊進行實驗

(5)另一實驗小組在步驟C的操作中，只將石塊的一部分浸在水中，其他步驟操作正確，則

________(選填“能”或“不能”)得到與(3)相同的結論．

4、芳芳進行探究雞蛋受到浮力大小與哪些因素有關。如圖，請仔細觀察圖，并回答下列問

題：

(1)從A、B兩圖可知，雞蛋在水中受到的浮力是________N。

(2)根據B、C兩圖實驗，芳芳就得出了雞蛋受到的浮力大小與液體的密度有關。你認為這種

探究方法對嗎？________(選填“對”或“不對”)，如果不對，理由是

________________________________。

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5、八年級6班的同學用如圖所示的實驗裝置探究“浮力的大小與物體排開液體的體積的關

系”，實驗中物體排開液體的體積，可由物體上的刻度線顯示出來。小剛通過實驗得到

了表一中的實驗數據。

14021.70.3

20.8×1035021.60.4

36021.50.5

表一

(1)分析表一中的實驗數據，小剛得出的實驗結論是

______________________________________-。

(2)小剛在和小強進行交流時發現，小強雖然和自己得出了相同的實驗結論，但實驗中使用

的液體和記錄的實驗數據并不完全一樣。表二為小強記錄的實驗數據。

表二

14021.60.4

21×1035021.50.5

36021.40.6

他們在對兩人的實驗數據進行綜合分析后，發現：浮力的大小除了與排開液體的體積有

關外，還與___________有關。

(3)在對比兩人數據時他們還發現，即使在不同液體中，物體也能受到一樣大的浮力。而且

浮力大小相等時，酒精的密度小，排開酒精的體積就大；水的密度大，排開水的體積就

小。受此啟發，小強提出了關于浮力大小的一個新的猜想：浮力的大小可能跟

___________相等。

(4)于是，兩人又用如圖所示的裝置進行了

多次實驗，發現每次實驗中彈簧測力計

的四個讀數F1、F2、F3、F4之間都滿足

關系式___________，由此驗證了小強

新的猜想是正確的。實驗后發現他們得

到的實驗結論和阿基米德原理是一致

的。

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(5)阿基米德原理作為浮力的普遍規律，表一、表二中的實驗數據都應符合這一實驗結論。

小剛卻發現表一中1、3兩次數據與這一實驗結論并不相符。他與小強仔細分析后認為，

這是由于實驗中測量存在誤差引起的。請寫出一個引起測量誤差的具體原

因：。

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專題10-7浮力相關實驗

例、【答案】(1)2.7(2)0.1(3)排開液體的體積液體的密度

1

(4)1.3×103200增大(5)減小420．

【解析】本題考查探究浮力大小的實驗。

(1)測力計的分度值為0.1N，由指針位置可知，A步驟所示彈簧測力計的示數為2.7N。

(2)由表格數據可知，在實驗步驟B中拉力為2.6N，則步驟B中銅塊所受浮力F浮=G-F拉=2.7

N-2.6N=0.1N；

(3)由A、B、C、D所示實驗可知物體排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大，由此可

知：浸在同種液體中的物體所受浮力大小跟物體排開液體的體積有關。由A、E、F實驗可

知，物體排開液體體積相同而液體密度不同，物體受到的浮力不同，這說明物體排開相同體

積的液體時，所受浮力大小跟液體密度有關。

23-53

(4)V=5cm×6cm=30cm=3×10m，浸沒時，V排=V，

在F圖中，F浮′=2.7N-2.3N=0.4N，

33

由F浮′=ρ液gV排可得：ρ液==≈1.3×10kg/m；

由浮力產生的原因可知，步驟B中銅塊下表面受到水的壓力F=F浮′=0.1N。

下表面受到水的壓強p===200Pa，

由B、C、D中數據可知，F拉逐漸減小，根據F浮=G-F拉可知，浮力增大，即下表面受到水的

壓

力增大，受力面積不變，由p=可知，p逐漸增大，即銅塊下表面受到水的壓強隨著深度的

增加逐漸增大。

(5)緩慢向燒杯內加水，排開水的體積增大，則浮力變大，根據F浮=G-F拉可知，彈簧測力計

的示數逐漸減小；

由F浮=ρ水gV′排可得：

-53

V′排===1×10m，

此時銅塊浸入水的深度：

h1′===0.02m=2cm，

故當圓柱體完全浸沒時，浸沒深度h=6cm，故受到的浮力F浮″=×F浮′=×0.1N=0.3

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N，由于在一定范圍內，彈簧受到的拉力每減少0.1N，彈簧的長度就縮短0.1cm，

因此當所加水使銅塊剛好浸沒時(水未溢出)，此時拉力減小0.3N-0.1N=0.2N，則彈簧的

長

度縮短0.2cm=0.002m，因此應該倒入的水的高度Δh=6cm-2cm+0.2cm=4.2cm

33-2

因此燒杯底部受到水的壓強增加值Δp=ρ水gΔh=1.0×10kg/m×10N/kg×4.2×10m=420

Pa

例、【答案】(1)如圖(2)DABC或ADBC(3)物體排開液體所受到的重

2

力

(4)1×10-4能

(5)物體要緩慢浸入水中，彈簧測力計要盡量豎直，彈簧測力計要調零等，合理即可．

【解析】此題是探究阿基米德原理的實驗，要注意步驟的排列和計算等問題。

(1)在A圖中，由于沒有浸入水中，所以它只受重力和拉力兩個力的作用，并且屬于平衡力。

(2)排列實驗順序時，一定要注意不能最后測量空桶的重力，因此排列順序為ADBC或DABC。

(3)通過實驗發現，浸在液體中的物體，所受浮力的大小等于物體排開液體所受到的重力。

(4)通過實驗發現小桶的重力G0=0.5N，排開水和桶的總重力G=1.5N，因此排開水的重力

-43

G排=G-G0=1N，因此排開水的質量m排=0.1kg，則排開水的體積V排=1×10m，由于浸沒，

排開水的體積等于物體的體積，根據密度公式ρ=即可求得密度。

(5)實驗中，注意彈簧測力計的使用注意事項(比如：調零、要豎直拉著物體等)、物體要緩

慢

浸入水中。

培優·訓練

一、選擇題

1、A

【解析】根據稱重法可知，浮力等于物體在浸入液體前后的彈簧測力計示數之差，所以F浮

=F2-F3；根據浸在液體中的物體受到向上的浮力作用，浮力大小等于物體排開液體受到的重

力。所以F浮=F4-F1。故選A。

二、填空題

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G

1、G－F__ρ水

G－F

2、（1）液體密度__2.4__（3）_1.2×103__

3、(1)3.8(2)1.4AD(3)它排開的水所受的重力(4)A(5)能

【解析】(1)由圖B可知，彈簧測力計的分度值為0.2N，石塊的重力為3.8N；(2)