①根据鸡蛋在水中沉底、在盐水中漂浮的现象,他们猜想浮力的大小可能与
②为了验证猜想,他们用力传感器将一长方体金属块悬挂在空量筒中,如图所示,然后逐次向容器中注入密度为ρA的液体A,测出金属块下表面到液面的距离即金属块浸入液体的深度h,计算出金属块浸入液体的体积V和金属块受到的浮力F,将实验数据记录在表一中。然后,换用密度为ρB的液体B重复上述实验,并将实验数据记录在表二中。()
表一:液体密度为ρA
实验序号 | 浸入的深度h(厘米) | 浸入的体积V(厘米3) | 浮力F(牛) |
1 | 2.0 | 12 | 0.12 |
2 | 6.0 | 36 | 0.36 |
3 | 10.0 | 60 | 0.60 |
4 | 15.0 | 60 | 0.60 |
表二:液体液体密度为ρB
实验序号 | 浸入的深度h(厘米) | 浸入的体积V(厘米3) | 浮力F(牛) |
5 | 2.0 | 12 | 0.10 |
6 | 6.0 | 36 | 0.30 |
7 | 10.0 | 60 | 0.50 |
8 | 15.0 | 60 | (4) |
(b)请补全实验序号8中的数据。
(c)他们分析比较表一和表二中的数据,得出结论:同一物体浸入不同液体中,
③他们交流后,认为上述得出的结论还不够完善,需要增加一次实验进行论证,下列方案中你建议采用方案
(a)仍用上述金属块,浸入密度不同的液体C中,重复实验
(b)仍用上述金属块,增加金属块浸入液体A或B中的深度进行实验
(c)换用其他物质(如其他材质的金属块),仍在液体A或B中进行实验
2 . 如图所示,某同学做“探究浮力大小与物体的形状是否有关”的实验:
【问题】浮力大小与物体的形状是否有关?
【证据】该同学用一块橡皮泥(不吸水)、一个弹簧测力计、烧杯、水和细线,按如下步骤进行实验。
(1)如图(a),用弹簧测力计测出橡皮泥的重力为
(2)如图(b),将一块橡皮泥浸没在水中,读出弹簧测力计的示数为
(3)如图(c),将同一块橡皮泥捏成实心五边体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数;
(4)如图(d),将同一块橡皮泥捏成实心球体浸没在水中,读出弹簧测力计的示数。
【解释】
① 图(b)中橡皮泥受到的浮力大小为
② 由以上实验可知,浮力大小与物体的形状
【交流】
③ 本实验在其它因素都相同的前提下,只改变物体的形状来进行探究。在物理学中,这种研究方法称为
④ 在第(4)步实验中,将橡皮泥从图d位置向下移放到图e位置时,深度增加,橡皮泥所受浮力大小
⑤ 若用刻度尺和弹性较好的橡皮筋替代弹簧测力计,能否完成本实验?
(1)要测量金属块A浸没在水中的浮力,合理的测量顺序是
(2)计算金属块A浸没在水中的浮力F=
(3)完成图中各项实验后分析可知:金属块A的浮力大小与
(4)请推导出盐水的密度表达式ρ盐水=
(1)a、b两图中,b图中弹簧秤示数变小,说明浸在液体中的物体受到
(2)b、c两图中弹簧秤示数不同,说明浸在液体中的物体受到浮力大小跟
(3)c、d两图中弹簧秤示数不同,说明物体排开相同体积的液体时,受到的浮力大小跟
(4)d、e两图中弹簧秤示数相同,说明物体浸没在同种液体时,受到的浮力大小跟
(1)分析比较图中
(2)①分析比较图中(d)或(e)或(f)的实验现象和相关条件,可得出的初步结论是:当
②分析比较图中(d)和(e)和(f)的实验现象和相关条件,还可得出的结论是:漂浮在水面上的高度相同的圆柱体,
(3)他们将容器中的水换成酒精和盐水重新实验,验证了猜想②,在此过程中他们发现漂浮在不同液面上的圆柱体露出液面的高度也不同,于是他们将记录在表格中的实验数据作进一步的分析:
序号 | 圆柱体的密度ρ圆柱体(千克/米3) | 液体的密度ρ液(千克/米3) | 圆柱体露出液面的高度h(厘米) |
1 | 400 | 12.0 | |
2 | 14.4 | ||
3 | 16.6 | ||
4 | 500 | 9.0 | |
5 | 12.0 | ||
6 | 14.8 | ||
7 | 650 | 4.5 | |
8 | 8.4 | ||
9 | 12.0 |
②进一步分析表格中数据可得出的结论二:
(4)根据第(3)题中得出的结论,可以推测当圆柱体的密度与液体的密度之比为
(1)分析比较实验①③可知,金属块在水中受到的浮力是
(2)通过分析①②③可知,物体受到的浮力与
(3)为了探究浮力大小跟物体浸没在液体中的深度的关系,应选用图
(4)在图④与图⑤中,保持
弹簧测力计实验示数(N) | 第1次实验 | 第2次实验 | 第3次实验 | 第4次实验 | 第5次实验 | 第6次实验 |
4 | 3.6 | 3 | 3 | 2.8 | 2.9 |
(2)比较实验步骤①、②、③及对应数据,可以得出:浮力的大小与
(3)比较实验步骤
(4)在实验步骤⑤,物体受到的浮力大小为
(5)比较实验步骤①、④、⑥及对应数据,可以得出探究的初步结论为:浸在液体中的物体,其所受到浮力的大小与
(6)小华在这次实验中,运用了一种常用的科学方法是:
表一:酒精
(g/cm3) | 实验序号 | (cm3) | (cm3) |
0.8 | 1 | 160 | 10 |
2 | 200 | 50 | |
3 | 400 | 250 | |
4 | 500 | 350 |
表二:水
(g/cm3) | 实验序号 | (cm3) | (cm3) |
1.0 | 5 | 160 | 40 |
6 | 200 | 80 | |
7 | 400 | 280 | |
8 | 500 |
(1)分析比较实验序号1、2、3与4(或5、6与7)中V露和V物的变化关系及相关条件,可得出的初步结论是:漂浮在液面上的物块,当
(2)分析比较实验序号
(3)实验序号8中的数据应为
实验序号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 |
ρ物(×103千克/米3) | 0.2 | 0.4 | 0.6 | 0.6 | 0.6 |
ρ液(×103千克/米3) | 0.8 | 0.8 | 0.8 | 1.0 | 1.2 |
V浸(×10-4米3) | 2.5 | 5 | 7.5 | 6 | 5 |
(1)分析比较实验序号1与2与3的数据中V浸随ρ物的变化关系及相关条件,可得出:
漂浮在液面上的实心物体,当
(2)为了研究V浸与ρ液的关系,应分析比较实验序号
(3)有同学提出,根据实验中得到的V浸与ρ液的关系,可以利用实心圆柱体测量未知液体的密度。测量过程中,必须满足的条件是
(1)物体受到的重力为
(2)物体全部浸没在水中时,受到的浮力是
(3)由
(4)由
(5)由D、E两图可得出结论:物体受到的浮力大小与液体的