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文檔簡介
1、2019年中考物理實驗專題復習 探究阿基米德原理的實驗答案解析1(2018淄博)小明利用彈簧測力計、燒杯、小桶、石塊、細線等器材探究浮力大小與排開液體的重力的關系。(1)部分實驗操作步驟如圖所示,遺漏的主要步驟是測量空桶的重力,若將遺漏的步驟標注為D,最合理的實驗步驟順序是D、B、A、C(用實驗步驟對應的字母表示)。(2)小明進行實驗并把數(shù)據(jù)記錄在下表中。從表中數(shù)據(jù)可知石塊受到的浮力是0.2N,排開液體的重力是0.2N小明根據(jù)它們的大小關系歸納出了實驗結論并準備結束實驗,同組的小麗認為實驗還沒有結束,理由是通過一組數(shù)據(jù)得出的結論會具有片面性或偶然性,接下來的實驗操作應該是換用不同液體重新實驗。
2、實驗步驟ABCD彈簧測力計示數(shù)/N1.61.80.50.3(3)實驗結束后,小明還想進一步探究浮力大小是否與物體的密度有關,可取體積相同的鐵塊和鋁塊,使其浸沒在同種液體中,比較浮力的大小?!痉治觥浚?)阿基米德原理的內容:浸在液體中物體受到的浮力,大小等于被它排開的液體受到的重力;要驗證阿基米德原理就要測出物體的浮力,可根據(jù)F浮=GF示得出,然后測出排開液體的重力,兩者進行比較即可驗證。(2)根據(jù)稱重法求出實驗中物體所受的浮力;用桶和水的總重力減去桶的重力算出排開水的重力;為了找普遍規(guī)律,需要換用不同的液體再次實驗;(3)根據(jù)控制變量法的要求,要探究浮力大小是否與物體的密度有關,需要選用體積相
3、同的不同物體使其浸沒在同種液體中,比較浮力的大小?!窘獯稹拷猓海?)探究浮力大小與排開液體的重力的關系,需要測出物體排開水的重力,需要先測出空桶的重力,由圖示實驗可知,實驗遺漏的步驟是:測量空桶的重力;實驗時,先測出空桶的重力,然后測出物體的重力,再將物體浸在溢水杯中,讀出彈簧測力計的示數(shù),根據(jù)F浮=GF示得出物體受到的浮力,最后測出小桶和水的總重力,從而測出物體排開水的重力,因此合理的實驗步驟是:D、B、A、C;(2)由實驗步驟AB可知,物體浸在液體中時受到的浮力:F浮=FBFA=1.8N1.6N=0.2N;由實驗步驟CD可知,物體排開液體的重力:G排=FCFD=0.5N0.3N=0.2N;
4、由于只測了一組實驗數(shù)據(jù),這樣得出的結論會具有片面性或偶然性,所以為了尋找普遍規(guī)律,做完一次實驗后,需要換用不同液體重新實驗;(3)想進一步探究浮力大小是否與物體的密度有關,需要選用體積相同、密度不同的物體,使其浸沒在同種液體中(保證了液體密度相同、排開液體的體積相同),比較浮力的大小。故答案為:(1)測量空桶的重力;D、B、A、C;(2)0.2;0.2;通過一組數(shù)據(jù)得出的結論會具有片面性或偶然性;換用不同液體重新實驗;(3)體積?!军c評】本題目就是考查學生對阿基米德實驗的掌握程度,看學生能否掌握每個步驟,以及每一步要測量的對象,只要基本知識掌握扎實,題目不難做出。2(2018蘇州)為探究物體在
5、水中受到的浮力大小與浸入水中的體積和深度的關系,小明和小華把裝滿水的溢水杯放到臺秤上,溢水杯口下方放置一空量筒。用細線系住金屬塊并掛在彈簧測力計上,測力計示數(shù)為G然后將金屬塊緩慢浸入水中,且始終不與杯接觸,如圖。(1)金屬塊浸沒前的過程中,測力計示數(shù)逐漸變小,說明浮力大小逐漸變大。據(jù)此,小明認為金屬塊受到的浮力隨浸入水中的深度增大面增大;而小華則認為浮力隨浸入水中的體積增大而增大,根據(jù)以上實驗你認為下列說法正確的是D。A只有小明的觀點合理 B只有小華的觀點合理C兩人的觀點都不合理 D兩人的觀點都合理(2)接下來他們繼續(xù)實驗,增大金屬塊浸沒在水中的深度,發(fā)現(xiàn)測力計的示數(shù)始終不變且為F,據(jù)此可得出
6、小明的觀點不具有普遍性。這個過程中金屬塊受到的浮力F浮=GF。(3)為了深入研究,他們測出量筒中水的體積V排,水的密度用水表示,其重力G排=水V排g,通過比較數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)F浮=G排,換用不同的物體和液體重復上述實驗,都能得出F浮=G排,說明決定浮力大小的根本因素是G排。(4)從金屬塊開始浸入直至浸沒一定深度的過程中臺秤的示數(shù)變化情況是一直不變?!痉治觥浚?)浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力作用,根據(jù)F=GF浮可知,受到的浮越大,則彈簧測力計的示數(shù)越小。(2)增大金屬塊浸沒在水中的深度,測力計的示數(shù)始終不變且為F,據(jù)此可得出浮力與物體完全浸沒在液體中的深度無關;(3)重力G=mg=V g;(4)根
7、據(jù)臺秤示數(shù)等于臺秤對容器的支持力,然后根據(jù)阿基米德原理可知臺秤示數(shù)前后示數(shù)的變化值?!窘獯稹拷猓海?)金屬塊浸沒前的過程中,測力計示數(shù)逐漸變小,根據(jù)F=GF浮可知,說明浮力大小逐漸變大;金屬塊浸沒前的過程中,小明認為金屬塊受到的浮力隨浸入水中的深度增大而增大;而小華則認為浮力隨浸入水中的體積增大而增大,根據(jù)以上實驗兩人的觀點都合理,故說法正確的是D;(2)接下來他們繼續(xù)實驗,增大金屬塊浸沒在水中的深度,發(fā)現(xiàn)測力計的示數(shù)始終不變且為F,據(jù)此可得出浮力與物體完全浸沒在液體中的深度無關,故小明的觀點不具有普遍性;這個過程中金屬塊受到的浮力根據(jù)F=GF浮可知,F(xiàn)浮=GF;(3)量筒中水的體積V排,水的
8、密度用水表示,其重力G排=m排g=水V排g,通過比較數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)F浮=G排,換用不同的物體和液體重復上述實驗,都能得出F浮=G排,說明決定浮力大小的根本因素是G排。(4)對臺秤受力分析可知:受溢水杯和水豎直向下的重力,金屬塊向下的壓力F壓=F浮,由平衡條件得:臺秤對容器的支持力FN=G+F壓;從金屬塊開始浸入直至浸沒一定深度的過程中G、F浮不變,故臺秤的示數(shù)變化情況是一直不變。故答案為:(1)變大;D;(2)小明;GF;(3)水V排g;(4)一直不變?!军c評】本題考查了影響浮力大小的因素,側重考查了稱重法的應用,是一道常見題。3(2018衡陽)為了直觀驗證阿基米德原理,實驗裝置如圖所示,把彈簧測力
9、計上端固定在鐵架臺上,用粗鐵絲做一個框,掛在彈簧測力計掛鉤上。在粗鐵絲框上端懸吊一個金屬塊,下端放一小杯。在金屬塊的正下方,有一個溢水杯,溢水杯放置在鐵架臺的支架上,溢水杯跟金屬塊、粗鐵絲都不接觸。(1)平穩(wěn)緩慢地抬高溢水杯支架,使金屬塊完全浸沒入水中(如圖甲乙丙),在此過程中。彈簧測力計示數(shù):F甲 等于F乙(選填“大于”、“等于”或“小于”)。(2)再平穩(wěn)緩慢地降低溢水杯支架,使金屬塊完全離開水面(如圖?。?梢杂嬎愠鰣D丙中金屬塊所受到的浮力約為1.2N,此時浮力的測量數(shù)值比真實數(shù)值將偏大(選填“偏大”或“偏小”)?!痉治觥浚?)根據(jù)阿基米德原理可得F甲 、F乙的大小關系;(2)根據(jù)F浮=G
10、F示可求浮力;金屬塊完全離開水面時要帶一些小水滴,使重力G偏大?!窘獯稹拷猓海?)平穩(wěn)緩慢地抬高溢水杯支架,使金屬塊完全浸沒入水中(如圖甲乙),由阿基米德原理可知,在此過程中甲受到的浮力等于排開液體所受的重力,故F甲 =F乙;(2)由圖丙、丁可知,彈簧測力計的分度值,0.2N,圖丁G=4.4N,圖丙F示=3.2N,圖丙中金屬塊所受到的浮力約為:F浮=GF示=4.4N3.2N=1.2N;金屬塊完全離開水面時要帶一些小水滴,使重力G測的數(shù)值偏大,根據(jù)F浮=GF示可知,此時浮力的測量數(shù)值比真實數(shù)值將偏大。故答案為:(1)等于;(2)1.2;偏大?!军c評】本題主要考查阿基米德原理以及稱重法求浮力,常見
11、題目。4(2018北京)為了驗證“浸在水中的物體所受浮力大小跟物體排開水的體積有關”,小明選用如圖所示的圓柱體A(A水)、彈簧測力計和裝有適量水的燒杯進行實驗。(1)以下是他的部分實驗步驟,請你幫他補充完整:將圓柱體A懸掛在彈簧測力計下,靜止時記錄彈簧測力計的示數(shù)為F1。將圓柱體A下部的一格浸入水中,圓柱體不接觸容器,靜止時記錄彈簧測力計的示數(shù)為F2。將圓柱體A下部的兩個格浸入水中,圓柱體不接觸容器,靜止時記錄彈簧測力計的示數(shù)為F3。(2)由F1F2F1F3(選填”=“或“”),可以驗證“浸在水中的物體所受浮力大小跟物體排開水的體積有關”。【分析】(1)影響浮力的因素:液體的密度、排開液體的體
12、積;要探究浸在水中的物體所受浮力大小跟物體排開水的體積的關系,需要控制液體密度相同,改變物體排開水得體積,據(jù)此補充步驟。(2)根據(jù)稱量法算出兩次浮力,比較得出結論?!窘獯稹拷猓海?)要探究:浸在水中的物體所受浮力大小跟物體排開水的體積的關系,需要控制液體密度相同,改變排開液體的體積,故需要將圓柱體A下部的兩個格浸入水中,圓柱體不接觸容器,靜止時記錄彈簧測力計的示數(shù)為F3;(2)圓柱體A下部的一格浸入水中時的浮力:F浮1=F1F2;圓柱體A下部的兩個格浸入水中時的浮力:F浮2=F1F3;由F1F2F1F3知,F(xiàn)浮1F浮2可得“浸在水中的物體所受浮力大小跟物體排開水的體積有關”。故答案為:(1)將
13、圓柱體A下部的兩個格浸入水中,圓柱體不接觸容器;(2)?!军c評】此題主要考查的是學生對“浮力的大小跟哪些因素有關”探究實驗的理解和掌握,同時考查學生對浮力公式的理解和掌握,綜合性很強,有一定難度,掌握控制變量法是解決此題的關鍵。5(2018河南)某實驗小組利用彈簧測力計、小石塊、溢水杯等器材,按照圖所示的步驟,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3.8N。(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1.4N石塊排開的水所受的重力可由AD(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
14、浮力的大小等于排開液體的重力。(4)為了得到更普遍的結論,下列繼續(xù)進行的操作中不合理的是A。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,則能(選填“能”或“不能”)得到與(3)相同的結論。【分析】(1)根據(jù)平衡力和相互力判斷出石塊的重力;(2)(3)物體沒有浸入液體中時彈簧測力計的示數(shù)等于物體的重力;物體重力與物體完全浸入液體后彈簧測力計示數(shù)之差是物體在液體中受到的浮力;液體與桶的總重力與桶的重力之差是物體排開液體的重力;分析實驗現(xiàn)象得出實
15、驗結論;(4)探究性實驗多次測量找普遍規(guī)律,測量型實驗多次測量求平均值減小誤差;(5)浮力大小與排開液體所受重力大小根據(jù)力的分析進行解答。【解答】解:(1)由圖B可知,彈簧測力計的示數(shù)為3.8N,即物體對彈簧測力計的拉力為3.8N,因為物體間力的作用是相互的,彈簧測力計對物體的拉力也為3.8N;因為物體處于平衡狀態(tài),受拉力和重力是一對平衡力,大小相等,故物體的重力是3.8N;(2)由稱重法:知:F浮=GF示=3.8N2.4N=1.4N;液體與桶的總重力與桶的重力之差是物體排開液體的重力,由圖中AD兩個步驟測出;(3)根據(jù)(2)知F浮=1.4N;排開液體的重力:G排=F桶和水F桶=2.6N1.2
16、N=1.4N,故可以得出浸在水中的物體所受浮力的大小等于排開液體的重力,即F浮=G排;(4)本實驗是“探究浮力的大小與排開液體所受重力的關系”屬于探究性實驗,多次測量找普遍規(guī)律。A測量型實驗多次測量取平均值減小誤差,此實驗為探究型,不能求平均值,故A不合理;B用原來的方案將水換成酒精進行多次實驗,找出普遍規(guī)律,故B合理;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,找出普遍規(guī)律,故C合理;故選A;(5)只將石塊的一部分浸入水中,排開水的體積減小,排開水的重力減小,浮力減小,仍能得出;F浮=G排。故答案為:(1)3.8;(2)1.4;AD;(3)排開液體的重力;(4)A;(5)能?!军c評】
17、本題主要考查探究浮力大小與排開液體所受重力的關系的實驗,由稱重法具體考查阿基米德原理,是一道實驗操作題。6(2018張家界)小華同學在學習阿基米德原理后,發(fā)現(xiàn)用彈簧測力計也能測量金屬塊的密度。于是和同學一起按以下操作進行實驗:(1)先用彈簧測力計掛著金屬塊靜止在空中如圖(甲)所示,彈簧測力計的示數(shù)為3.6N。(2)然后將金屬塊緩慢地完全浸沒在水中,示數(shù)如圖(乙)所示,則金屬塊所受的浮力為0.8N,可求出金屬塊的體積為8105m3。(3)通過計算,金屬塊的密度為4.5103kg/m3kg/m3。(4)實驗中讓金屬塊在水中的深度繼續(xù)下降,不接觸杯底,金屬塊受到的浮力將如何變化?不變。(5)在交流討
18、論中,小李同學認為一次測量就得出實驗結論不科學,你認同他的觀點嗎?認同。你認為怎樣才能減小實驗誤差?多次測量取平均值?!痉治觥浚?)進讀數(shù)時,注意測力計的分度值;(2)稱重法:F浮=GF;阿基米德原理:F浮=液gV排,浸沒在水中,故V=V排;(3)金屬塊的密度=,代入數(shù)據(jù)即可求出;(4)由阿基米德原理可知,物體受到的浮力與液體的密度和排開液體的體積有關;(5)多次測量取平均值,能減小實驗誤差,【解答】解:(1)由圖甲知,測力計的分度值為0.2N;物體的重力G=3.6N;(2)物體浸沒在水中時拉力F=2.8N,所以F浮=GF=3.6N2.8N=0.8N;F浮=水gV排;浸沒在水中,故V=V排=8
19、105m3;(3)金屬塊的密度=4.5103kg/m3;(4)增大金屬塊在水中的深度時,水的密度不變,金屬塊排開水的體積不變,因此金屬塊受到的浮力不變;(5)一次測量就得出實驗結論不科學,我認同他的觀點。在本次測量金屬塊的密度的實驗中,要多次測量取平均值來減小實驗誤差。故答案為:(1)3.6;(2)0.8;8105;(3)4.5103;(4)不變;(5)認同;多次測量取平均值【點評】此題考查了有關浮力的計算,要掌握稱重法和阿基米德原理的計算方法,利用好隱含條件:物體浸沒液體中,排開液體的體積等于物體的體積。7(2018吉林)在探究“浮力的大小跟液體的密度是否有關”的實驗中,小明找來燒杯,清水、
20、鹽水細線、彈簧測力計和小石塊。實驗步驟如下;(1)用彈簧測力計測出小石塊在空氣中重為G;(2)把小石塊浸沒在清水中,讀出彈簧測力計的示數(shù)為F1,則小石塊受到的浮力F浮=GF1;(3)把小石塊浸沒在鹽水中,讀出彈簧測力計的示數(shù)F2,求出小石塊此時受到的浮力F浮;(4)若F浮不等于F浮(選填“等于”或“不等于”),說明浮力的大小跟液體的密度有關?!痉治觥浚?)在空氣中彈簧測力計的示數(shù)即為下方所掛物體的重力;知道小石塊的重力和浸沒在水中時彈簧測力計的示數(shù),利用稱重法求出小石塊受到的浮力;(2)探究物體所受浮力的大小與液體密度的關系時應控制物體排開液體的體積不變,改變液體的密度,據(jù)此進行回答;(3)比
21、較小石塊在清水和鹽水中所受浮力的大小,兩者相等說明浮力與液體的密度無關,否則有關。【解答】解:探究“浮力的大小跟液體的密度是否有關”的實驗中,小明找來燒杯,清水、鹽水細線、彈簧測力計和小石塊。實驗步驟如下;(1)用彈簧測力計測出小石塊在空氣中重為G;(2)把小石塊浸沒在清水中,讀出彈簧測力計的示數(shù)為F1,則小石塊受到的浮力F浮=GF1;(3)把小石塊浸沒在 鹽水中,讀出彈簧測力計的示數(shù)F2,求出小石塊此時受到的浮力F?。唬?)若F浮 不等于F浮,說明浮力的大小跟液體的密度有關。故答案為:(2)GF1;(3)鹽水;(4)不等于?!军c評】本題考查了探究浮力大小的實驗,明白影響浮力大小的因素和利用好
22、控制變量法是解題的關鍵。8(2018高密)圖是驗證阿基米德原理的實驗步驟示意圖,依次讀出甲、乙、丙、丁圖中彈簧測力計的示數(shù)分別為F1、F2、F3、F4(1)由甲、乙兩圖彈簧測力計的示數(shù)可以求出石塊受到的浮力F浮=F1F2;(用測量量表示) (2)若F1、F2、F3、F4之間滿足關系:F1F2=F4F3,則可驗證阿基米德原理?!痉治觥浚?)根據(jù)GF得出浮力的大小;(2)在小桶里的水的重力即為排開水的重力G排,要先測物體的重力和空桶的重力;阿基米德原理是反映物體所受浮力與排開水的重力關系,由此分析即可?!窘獯稹拷猓海?)根據(jù)稱重法可知:甲、乙圖彈簧測力計的示數(shù)可以求出石塊受到的浮力;為F浮=F1F
23、2;(2)丙、丁圖彈簧測力計的示數(shù)可以求出石塊排開液體受到的重力,為G排=F4F3;根據(jù)阿基米德原理可知物體所受浮力與排開液體重力的相等,所以如果F1F2=F4F3成立,則可得出阿基米德原理;故答案為:F1F2;F1F2=F4F3?!军c評】本題是驗證阿基米德原理的實驗,關鍵掌握阿基米德原理內容,掌握其測量的順序。9(2018沂水)同學們在學習“阿基米德原理”這節(jié)課上,仔細觀察了老師做的如圖甲所示的演示實驗。課后復習時,物理興趣小組的同學們,提出了一個新的實驗方案,并動手制作出了如圖乙所示實驗裝置,其中A、B為兩個規(guī)格相同的彈簧測力計,C為重物,D為薄塑料袋(質量不計),E是自制的溢水杯,F(xiàn)是升降平臺(搖動手柄,可使平臺高度緩慢上升、下降),G為鐵架臺。(1)實驗中,同學們逐漸調高平臺F,使重物浸入水中的體積越來越大,觀察到彈簧測力計A的示數(shù)變小,彈簧測力計B的示數(shù)變大(選填“變大”“變小”或“不變”)。(2)比較彈簧測力計A的示數(shù)變化量FA和彈簧測力計B的示數(shù)變化是FB,它們的大小關系是FA=FB(選填“”“”或“=”),說明物體所受的浮力等于物體排開液體的重力
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