2023年中考物理復(fù)習(xí)《浮力實驗題的解題思路》

浮力實驗題的解題思路

一、解題策略

重點實驗1.探究浮力大小與哪些因素有關(guān)實驗

說明：

1.比較圖B和C可知，物體受到的浮力大小與排開液體的體積有關(guān)。

2.比較圖C和E可知，物體受到的浮力大小與液體的密度有關(guān)。

3.比較圖C和D可知，浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度有無關(guān)。

4.圖E中物體受到浮力大小為0.8No

5.比較圖C和E可知，水對杯底部的壓強大于酒精對杯底部的壓強。

重點實驗2.驗證阿基米德原理實驗

說明：

1.實驗更合適的操作順序是：b、、c、d。

2.實驗中溢水杯倒水必須有水溢出后才能做實驗，否則會出現(xiàn)浮力大于物體排開水的重力。

3.此實驗彈簧測力計的示數(shù)關(guān)系是：F“-Fc=Fd-Fb

4.實驗結(jié)論：物體受到的浮力等于物體排開液體的重力。數(shù)學(xué)表達式：F^G^p^gV^

5.注意事項：

(1)實驗選取的石塊、彈簧測力計、燒杯的規(guī)格一定要恰當，以便測量順利的進行，比如：石塊、

木塊大而放不進燒杯中。

(2)測量各種力時，彈簧測力計一定要在裝置整體靜止時讀取結(jié)果，并注意量程和分度值。

(3)操作過程中將石塊放入液體中時一定要輕、要小心，以免碰到杯壁將杯打破或?qū)⑺绯?，造?/p>

不應(yīng)的失誤甚到傷害到人。

二、典例引領(lǐng)

例1.（2022?齊齊哈爾）某小組同學(xué)在“探究影響浮力大小的因素”實驗中，提出了浮力大小可能與

下列因素有關(guān)的猜想：

①與物體浸沒在液體中的深度有關(guān)；

②與物體排開液體的體積有關(guān)；

③與液體的密度有關(guān)。

實驗器材有：彈簧測力計、燒杯、金屬塊、水、鹽水（P紙水＞P水）。

小明先用彈簧測力計測出金屬塊的重力，然后將金屬塊慢慢浸入液體中不同深度。實驗步驟如圖a、b、

c、d、e所示（液體均未溢出），并將彈簧測力計的示數(shù)記錄下來。

（1）分析數(shù)據(jù)可知，金屬塊浸沒在水中時受到的浮力大小是」N；金屬塊浸沒在鹽水中時受到的

浮力大小是2.2N；

（2）分析實驗步驟a、c、d可知，在同種液體中，物體所受浮力大小與物體浸沒在液體中的深度々

關(guān)（選填“有關(guān)”或“無關(guān)”）。分析三個實驗步驟a、b、c（填序號）可知，在同種液體中，物體

排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大；分析實驗步驟a、d、e可知，在物體排開液體的體積一定時，

液體密度越大，物體受到的浮力越大；

（3）若先完成步驟c,再完成步驟a,則測得的浮力將偏大（選填“偏大”或“偏小”）；

（4）該小組同學(xué)完成本次實驗后，又用獲得的數(shù)據(jù)求出了金屬塊的體積為2X10"nA鹽水的密度

為1.1X10：kg/iA

【分析】（1）根據(jù)稱重法知物體在水中和鹽水中受到的浮力大小等于在空氣中彈簧測力計的示數(shù)減去

浸沒在水中或鹽水中時彈簧測力計的示數(shù)；

（2）影響浮力因素是液體的密度、排開液體的體積；

分析實驗步驟a、c、d或a、d、e的相同量和不同量，根據(jù)控制變量法分析解答；

要探究浮力與排開液體體積的關(guān)系，需要控制液體的密度相同，改變排開液體的體積，據(jù)此判斷出實

驗序號;

根據(jù)控制變量法，找出不變的量和變化的量，確定浮力大小與變化量之間的關(guān)系；

(3)根據(jù)稱重法分析解答；

(4)根據(jù)G=mg求出金屬塊的質(zhì)量；根據(jù)阿基米德原理求出金屬塊的體積，由于排開鹽水的體積等

于金屬塊的體積，由阿基米德原理算出鹽水的密度。

【解答】(1)由a、c或a、d,根據(jù)稱重法知金屬塊浸沒在水中時受到的浮力大小是：

F*=G-尸=4.8N-2.8N=2N；

由a、e,根據(jù)稱重法知金屬塊浸沒在鹽水中時受到的浮力大小是：

Fit'=G-F'=4.8N-2.6N=2.2N；

(2)分析a、c、d三次實驗可知，液體的密度和排開液體的體積相同，金屬塊浸沒在水中深度增加，

彈簧測力計的示數(shù)不變，由稱重法可知，金屬塊所受浮力不變，說明浮力大小跟物體浸沒在液體中的深度

無關(guān)；

要驗證浮力大小與排開液體體積的關(guān)系，需要控制液體的密度相同，排開液體的體積不同，步驟a、b、

c符合題意；

分析a、d、e三次實驗可知，排開液體的體積相同，液體的密度不同，彈簧測力計的示數(shù)不同，且液

體的密度越大，彈簧測力計的示數(shù)越小，由稱重法可知，浮力越大，所以可以得出結(jié)論：在物體排開液體

的體積一定時，液體密度越大，物體受到的浮力越大；

(3)若先完成實驗c,再完成實驗a,會由于金屬塊沾有水，導(dǎo)致所測重力偏大，由稱重法尸格=G

-尸可知，測得金屬塊受到的浮力將偏大：

G48N

(4)由6=加8可知金屬塊的質(zhì)量：一=巴==0.48kg

g10N/kg'

因金屬塊完全浸沒在水中，

根據(jù)?浪”那可得金屬塊的體積：丫=匕產(chǎn)旦=-----------處1-------=2xl0-4m3

33

排0水g1.0xl0kg/mxl0N/kg

2-2N33

根據(jù)尸浮=p淑gV排可得鹽水的密度為：.卜水=二=-y,=1.1x10kg/m

43

由及gVa10N/kgx2xl0-m

答案：(1)2；2.2；(2)無關(guān);a、b、c；越大；(3)偏大；(4)2X10'4；1.IX10%

【點評】本題考查影響浮力大小的因素、控制變量法的使用、浮力的測量、密度的計算和阿基米德原

理的應(yīng)用，是一道綜合題。本題探究“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”實驗，考查控制變量法、稱重法測浮

力。

例2.(2022?北京)小京為了證明“浸沒在水中的物體所受的浮力大小與水的深度有關(guān)”的觀點是錯

誤的，他利用符合實驗要求的彈簧測力計、刻度尺、燒杯、水和金屬塊等器材進行實驗。

(1)以下是他的部分實驗步驟，請幫他補充完整。

①將金屬塊懸掛在彈簧測力計下，測量金屬塊受到的重力G并記錄。

②在燒杯中裝入適量的水，將金屬塊浸沒在水中且不接觸燒杯，靜止時記錄彈簧測力計的示數(shù)F,

用刻度尺測量燒杯中水的深度h并記錄。

③向燒杯中加水，將金屬塊浸沒在水中且不接觸燒杯，靜止時記錄彈簧測力計的示數(shù)F,用刻度尺

測量燒杯中水的深度h并記錄。

④用公式尸產(chǎn)G-尸計算金屬塊所受浮力F浮I、F浮2并記錄。

（2）由水的深度變化時，產(chǎn)的=F諄2（選填“=”或"W"），就可以證明這種觀點是錯誤的。

【分析】影響浮力大小的有排開液體的體積和排開液體的密度兩個因素，在探究“物體浸沒水中前，

所受浮力大小與物體浸入水中的深度有關(guān)”時，應(yīng)控制排開液體的體積和排開液體的密度不變，只改變物

體浸入水中的深度，用稱重法求出浮力并比較大小，即可證明“浸沒在水中的物體所受的浮力大小與水的

深度有關(guān)”的觀點是錯誤的。

【解答】（1）實驗步驟：

①將金屬塊懸掛在彈簧測力計下，測量金屬塊受到的重力G并記錄。

②在燒杯中裝入適量的水，將金屬塊浸沒在水中且不接觸燒杯，靜止時記錄彈簧測力計的示數(shù)凡用

刻度尺測量燒杯中水的深度h并記錄。

③向燒杯中加水，將金屬塊浸沒在水中且不接觸燒杯，靜止時記錄彈簧測力計的示數(shù)F,用刻度尺測

量燒杯中水的深度h并記錄。

④用公式Fn=G-尸計算金屬塊所受浮力尸滓卜尸浮2并記錄。

（2）通過上述實驗，由水的深度變化時，尸浮1=尸浮2,就可以證明浸沒在水中的物體所受的浮力大小

與水的深度有關(guān)”的觀點是錯誤的。

答案：（1）②將金屬塊浸沒在水中且不接觸燒杯；③向燒杯中加水，將金屬塊浸沒在水中且不接觸燒

杯；④F；*=G-F；（2）=?

【點評】針對影響浮力大小的因素常見的錯誤認識，考查學(xué)生自主設(shè)計方案的能力。運用控制變量法,

如何實現(xiàn)在排開液體體積不變的前提下，改變物體浸入液體中的深度是本題的關(guān)鍵。

例3.（2022?棗莊）小李同學(xué)想探究“浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系”。

（1）實驗步驟如圖1所示，甲、乙、丙、丁中的彈簧測力計的示數(shù)分別為K、H、E、E,物體受到

的浮力的尸F(xiàn)LH。

（2）小李利用三個不同物體a、b、c進行實驗探究，實驗數(shù)據(jù)如下表：

麴體物重|物體浸沒在水中測|_浮力空桶重|桶與排開水|排開水重

G/N力計的示數(shù)F/NF浮/NGo/N的總重G/NG“MN

a1.20.70.50.61.10.5

b21.40.60.61.20.6

c2.41.70.70.61.20.6

分析表中物體a、b的實驗數(shù)據(jù)，小李得出的結(jié)論是：物體浸在液（本中所受浮力大小等于它排開液體

所受的重力。

（3）小李在探究物體c所受浮力的實驗中，排除各種測量誤差因素的影響，發(fā)現(xiàn)物體c排開水的重

力明顯小于它所受浮力，請分析實驗操作中造成這種結(jié)果的原因：將物體c浸入水中之前，溢水杯中沒

有加滿水（或排開是水沒有全部流入小桶）。

（4）小張利用身邊的器材對小李的實驗進行改進：兩個相同的彈簧測力計A和B、重物、溢水杯（由

飲料瓶和吸管組成）、薄塑料杯（質(zhì)量忽略不計）等器材，裝置如圖2所示。實驗時小張逐漸向下移動水

平橫桿，使重物緩慢浸入盛滿水的溢水杯中，觀察到彈簧測力計A的示數(shù)逐漸3小，彈簧測力計B的示

數(shù)逐漸變大，若彈簧測力計A的示數(shù)變化量為/乙，彈簧測力計B的示數(shù)變化量為/尸B，則它們的大小

關(guān)系是/FA=,（選填“>"、"="或"V"）；

（5）針對兩種實驗方案，小張實驗裝置的優(yōu)點是上（填答案標號）。

A.彈簧測力計A的示數(shù)就是物體所受浮力的大小

B.實驗器材生活化，實驗中能同步觀察彈簧測力計A、B示數(shù)的變化

【分析】（1）根據(jù)稱重法求出物體受到的浮力；

（2）分析比較表中的浮力與排開水的重力關(guān)系得出結(jié)論：

（3）在實驗中，排除測量誤差因素的影響，從溢出水的體積小于排開水的體積考慮；

（4）如圖2所示，向下移動水平橫桿，使重物緩慢浸入盛滿水的溢水杯中，重物排開水的體積變大，

受到的浮力變大，根據(jù)稱重法尸;『=G-尸可知彈簧測力計A的示數(shù)變化；重物排開水的體積越大時薄塑

料袋內(nèi)水的重力越大，即彈簧測力計B的示數(shù)越大，薄塑料袋的質(zhì)量忽略不計時，根據(jù)阿基米德原理可知

彈簧測力計A、B示數(shù)的變化量關(guān)系；

（5）改進后的優(yōu)點從增加實驗器材的目的來分析。

【解答】（1）由圖甲可知物體的重力G=F,,由圖丁可知物體浸沒時彈簧測力計的示數(shù)F'=凡，則

物體受到的浮力F*=G-F'=K-八；

（2）由表中可知，物體a、b的實驗數(shù)據(jù)中物體受到浮力大小與物體排開水的重力相等，因此可得結(jié)

論：物體浸在液體中所受浮力大小等于它排開液體所受的重力；

（3）在實驗中，若溢水杯沒有裝滿水，造成溢出水的體積小于排開水的體積，則排開水的重力明顯

小于所受的浮力（或排開是水沒有全部流入小桶）；

（4）如圖2所示，向下移動水平橫桿，使重物緩慢浸入盛滿水的溢水杯中，重物排開水的體積變大，

受到的浮力變大，由稱重法F*=G-F'可知彈簧測力計A的示數(shù)變小，

重物排開水的體積越大時薄塑料袋內(nèi)水的重力越大，即彈簧測力計B的示數(shù)越大，薄塑料袋的質(zhì)量忽

略不計時，由阿基米德原理可知，彈簧測力計A、B示數(shù)的變化量相等，即/吊=/吊；

(5)比較兩種實驗方案可知，改進后：

A.由稱重法尸滓=G-F可知，彈簧測力計A的示數(shù)等于物體的重力減去受到的浮力，故A錯誤；

B.薄塑料袋不計質(zhì)量，能同步觀察測力計A、B示數(shù)的變化，從而得出物體受到浮力的大小與排開液

體所受重力的關(guān)系，故B正確；

答案：(1)R；(2)物體浸在液體中所受浮力大小等于它排開液體所受的重力；(3)將物體c浸

入水中之前，溢水杯中沒有加滿水(或排開是水沒有全部流入小桶)；(4)變?。蛔兇?；=；(5)B.

【點評】本題主要是考查學(xué)生科學(xué)探究的能力、分析能力、觀察能力以及對阿基米德原理的理解等，

弄清楚實驗裝置中每一個儀器的作用和目的是關(guān)鍵。

例4.(2022?泰州)如圖是小明“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗情形.

(1)物塊未浸入水中時，彈簧測力計示數(shù)如圖甲所示，物塊的重力為1.8水

(2)小明將物塊從圖甲下降至圖乙的過程中，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計示數(shù)逐漸減小的同時，還觀察到容器

內(nèi)的水面上升，由此初步分析得出：物體所受浮力的大小與它排開液體的體積有關(guān)。

(3)繼續(xù)增大物塊所處的深度，當它與容器底部接觸后，彈簧測力計示數(shù)如圖丙所示，此時物塊受

到的浮力為0.8N。

(4)為探究浮力與液體密度的關(guān)系，小明又把物塊浸沒到事先配制好的鹽水中，這樣操作的目的是

為了控制排開液體的體積相同;他發(fā)現(xiàn)液體密度改變，而物塊受到的浮力變化卻不明顯。小明想出下列

四種實驗改進方案，其中不可行的是C、D。

A.換用體積更大的同種物塊B.換用密度比水小得多的液體

C.換用精確程度更高的測力計1).利用現(xiàn)有器材進行多次實驗

【分析】(1)明確彈簧測力計的分度值為0.2N,可知彈簧測力計的示數(shù)為1.8N；

(2)容器內(nèi)水面上升，說明物塊進入水中的體積增大，也即排開液體的體積在增大；

(3)影響浮力大小的因素有：液體的密度和排開液體的體積兩個因素，圖丙與圖乙相比較，這兩個

因素都相同，所以，圖丙中物塊所受浮力等于圖乙中所受浮力；

(4)當物體浸沒時，Vw=V,浮力變化//浮=?林木8丫排“加gV掛=/闈匕要想增大兩次的浮力之差,

可以增大兩次的密度差，或者增大物體的體積。

【解答】（1）彈簧測力計的分度值為0.2N,甲圖彈簧測力計的示數(shù)為1.8N；

（2）物塊進入水中的體積增大，也即排開液體的體積在增大，可以觀察到“容器內(nèi)水面上升”現(xiàn)象;

（3）根據(jù)/浮="誡gV技可知，浮力大小只與液體的密度和排開液體的體積有關(guān)，所以，圖丙中物塊

受到的浮力等于圖乙中所受的浮力，即F*=G-F拉=1.8N-1N=O.8N；

（4）當物體兩次都浸沒時，M排2=丫噌=匕浮力變化/尸浮排2-0，kgVjn=/0g%要想增大

兩次的浮力之差，可以增大兩次的密度差，或者增大物體的體積，選項A、B可行；而選項C、D不能改變

兩次的浮力之差，故選：C、I）。

答案：（1）1.8；（2）容器內(nèi)的水面上升；（3）0.8；（4）排開液體的體積；C、D?

【點評】當物體浸沒時，Vrt-V；當物體兩次目同時，兩次浮力之差/尸浮=//”，影響”1浮的因

素有/"、V兩個。

三'真題演練

1.（2022江蘇泰州）如圖是小明“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗情形。

（1）物塊未浸入水中時，彈簧測力計示數(shù)如圖甲所示，物塊的重力為_____N；

（2）小明將物塊從圖甲下降至圖乙的過程中，發(fā)現(xiàn)彈簧測力計示數(shù)逐漸減小的同時，還觀察到一

由此初步分析得出：物體所受浮力的大小與它排開液體的體積有關(guān)；

（3）繼續(xù)增大物塊所處的深度，當它與容器底部接觸后，彈簧測力計示數(shù)如圖丙所示，此時物塊受

到的浮力為______N；

（4）為探究浮力與液體密度的關(guān)系，小明又把物塊浸沒到事先配制好的鹽水中，這樣操作的目的是

為了控制相同；他發(fā)現(xiàn)液體密度改變，而物塊受到的浮力變化卻不明顯。小明想出下列四種實驗改

進方案，其中不可行的是_____:

A.換用體積更大的同種物塊B.換用密度比水小得多的液體

C.換用精確程度更高的測力計D.利用現(xiàn)有器材進行多次實驗

【答案】①L8②水面上升③0.8④排開液體的體積相同⑤D

2.（2022湖南邵陽）小軍同學(xué)在做“探究影響浮力大小因素”的實驗時，他用彈簧測力計懸掛一個實

心金屬塊，分別在下列四種情況下保持靜止（如圖所示）。請你幫助小軍同學(xué)完成以下問題:

（1）乙圖中金屬塊所受浮力為N；

（2）比較甲、丙、丁三幅圖可得出結(jié)論：浮力的大小與一有關(guān)；

（3）比較_____三幅圖可得出結(jié)論：浮力的大小與物體沒在液體中的體積有關(guān)。

【答案】①0.4②液體的密度③甲乙丙

3.（2022湖北十堰）在“探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實驗中，小明提出如下猜想:

A.可能與液體密度有關(guān)

B.可能與物體浸在液體中的體積有關(guān)

C.可能與物體密度有關(guān)

D.可能與物體浸沒在液體中的深度有關(guān)

他們領(lǐng)取的實驗器材有：柱形鐵塊一個、彈簧測力計一個、一杯水（適量）、細線（體積忽略不計）。

（1）只用這些器材，可以驗證上述猜想中的B和（選填字母序號）是否正確。

（2）如圖是探究猜想B的實驗過程，將鐵塊懸掛在彈簧測力計下靜止在空氣中時，彈簧測力計示數(shù)

為E;將鐵塊部分浸入水中時，彈簧測力計示數(shù)為此時鐵塊受到的浮力大小表達式為尸浮=（用

題中物理量符號表示）。將鐵塊浸沒在水中時:彈簧測力計示數(shù)為尸3,則尸2B（選填“大于”、“小

于”或“等于"）。分析比較乃、Fi,F3的大小與浮力的關(guān)系，可以得到結(jié)論：鐵塊浸在水中的體積越大,

受到的浮力越大。

【答案】①D②百③大于

4.（2022朝陽）小文利用如圖所示的實驗裝置，進行了如下實驗:

（1）通過_____三個圖進行比較，說明浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度無關(guān)；

（2）物體A浸沒在水中時受到的浮力是N,物體A的體積是m3；

（3）由圖示實驗數(shù)據(jù)得出鹽水的密度是kg/m3；

（4）他還想探究“物體受到的浮力大小與其形狀是否有關(guān)”，于是找來薄鐵片、燒杯和水進行實驗，

實驗步驟如下：

步驟一，將鐵片放入盛水的燒杯中，鐵片下沉至杯底；

步驟二，將鐵片彎成“碗狀”再放入盛水的燒杯中，讓它漂浮在水面上。

①通過分析可知，第一次鐵片受到的浮力（選填“大于”、“小于”或“等于"）第二次鐵片受

到的浮力；

②小文得到的結(jié)論是：物體受到的浮力大小與其形狀有關(guān)，他得出錯誤結(jié)論的原因是o

【答案】①甲、丙、?、?③4X10-?1.1X103⑤小于⑥沒有控制物體排開液

體的體積相同

5.（2022畢節(jié)）在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實驗時，小麗將一個物塊掛在彈簧測力計下,

并逐漸使其浸入水中，實驗過程和對應(yīng)的實驗數(shù)據(jù)如圖甲、乙、丙、丁、戊所示。

（1）由圖甲、丙可知，物體浸沒在水中時，受到的浮力為N?

（2）分析圖甲、乙、丙可知物體所受浮力大小與（填“排開液體”或“物體”）的體積有關(guān)。

（3）分析圖可知，物體所受浮力與它浸沒在水中的深度無關(guān)。

【答案】（1）1.0；（2）排開液體；（3）丙、丁、戊。

6.（2022北京）小京為了證明“浸沒在水中的物體所受的浮力大小與水的深度有關(guān)”的觀點是錯誤的，

他利用符合實驗要求的彈簧測力計、刻度尺、燒杯、水和金屬塊等器材進行實驗。

（1）以下是他的部分實驗步驟，請幫他補充完整。

①將金屬塊懸掛在彈簧測力計下，測量金屬塊受到的重力G并記錄；

②在燒杯中裝入適量的水，,靜止時記錄彈簧測力計的示數(shù)巧，用刻度尺測量燒杯中水

的深度7?并記錄；

③,靜止時記錄彈簧測力計的示數(shù)用刻度尺測量燒杯中水的深度〃并記錄；

④用公式計算金屬塊所受浮力F澤I、尸浮2并記錄。

（2）由水的深度變化時，F(xiàn)浮?F浮2（選填“=”或"#"），就可以證明這種觀點是錯誤的。

【答案】①將金屬塊浸沒在水中且不接觸燒杯②向燒杯中加水，將金屬塊浸沒在水中且不接觸燒

杯③尸祈G一F④二

7.（2022四川達州）某物理興趣小組利用彈簧測力計、水、小石塊（不吸水）、溢水杯、小桶、細線

等實驗器材探究浮力的大小與排開液體所受到的重力的關(guān)系。

（1）如圖所示的甲、乙、丙、丁四個實驗步驟，最科學(xué)合理的實驗順序是;

（2）根據(jù)圖中的實驗數(shù)據(jù)可求出石塊的密度為kg/m3；（g取10N/kg,P*-1.0X103kg/m3）

（3）興趣小組的同學(xué)換用不同的物體（不吸液體）或液體按科學(xué)合理的順序進行了多次實驗，由實

驗數(shù)據(jù)得出F浮_______G徘（選填或"="），從而驗證了阿基米德原理的正確性；

（4）圖丁步驟中，小石塊逐漸浸入液體過程中（未接觸溢水杯），液體對杯底的壓強（選

填“逐漸變大”、“一直不變”或“逐漸變小”）；

（5）如果換用密度小于液體密度的物體（不吸液體）來進行該實驗，則圖步驟中可不使用彈

簧測力計；

（6）其中一個同學(xué)每次進行圖甲步驟時，都忘記將溢水杯中液體裝滿，其他步驟無誤，因而他會得

出尸浮G#