2020苏科版中考物理实验专题《探究影响浮力大小的因素实验》

探究影响浮力大小的因素实验

【实验目的】

探究浮力的大小与哪些因素有关

【实验器材】

透明玻璃筒、鸡蛋、食盐、弹簧测力计、金属圆柱体、细线、烧杯、小石块

【实验原理】

称重法测浮力： F 浮 =G-F

【实验步骤】

①把鸡蛋放入盛水的透明玻璃筒中，鸡蛋沉入筒底，然后向水中撒盐并搅动，观察鸡蛋的浮沉情况。 ②用弹簧测力计提着金属圆柱体慢慢浸入水中，观察弹簧测力计的示数变化情况，

③用弹簧测力计提着小石块浸没在水中，改变其深度观察弹簧测力计的示数变化情况，

【实验结论】

物体在液体中所受浮力的大小不仅与液体的密度有关，还与物体排开液体的体积有关，而与浸没在液体中的深度无关。

【考点方向】

1、探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验中，用到了“ 法”测浮力：=-F G F 浮拉，弹簧测力计的示数越小，说明物体受到的浮力 。

2、探究浮力的大小跟哪些因素有关，实验中利用“ 法”，把多因素问题变成多个单因素问题。

3、注意完全浸没和不完全浸没对实验的影响。

4、实验原理： 。

5、弹簧测力计 以及盐水的浓度会对实验产生一定的误差。

6、换用不同的物体和液体重复实验目的是： 。

7、用手拉弹簧测力计的不知之处是： 。

8、通过实验可以得出影响浮力大小的根本因素是： 。

9、浮力与物体排开液体的体积有关，其他因素一定时，排开液体体积越大，浮力 。

10、浮力与液体的密度有关，其他因素一定时，液体的密度越大，浮力 。

11、浮力大小与物体浸没在液体中的深度 。

【创新母题】：为探究物体在水中受到的浮力大小与浸入水中的体积和深度的关系，小明和小华把装满水的溢水杯放到台秤上，溢水杯口下方放置一空量筒。用细线系住金属块并挂在弹簧测力计上，测力计示数为G．然后将金属块缓慢浸入水中，且始终不与杯接触，如图。

（1）金属块浸没前的过程中，测力计示数逐渐变小，说明浮力大小逐渐。据此，小明认为金属块受到的浮力随浸入水中的深度增大面增大；而小华则认为浮力随浸入水中的体积增大而增大，根据以上实验你认为下列说法正确的是。

A．只有小明的观点合理B．只有小华的观点合理

C．两人的观点都不合理D．两人的观点都合理

（2）接下来他们继续实验，增大金属块浸没在水中的深度，发现测力计的示数始终不变且为F，据此可得出的观点不具有普遍性。这个过程中金属块受到的浮力F浮=。

（3）为了深入研究，他们测出量筒中水的体积V排，水的密度用ρ水表示，其重力G排=，通过比较数据发现F浮=G排，换用不同的物体和液体重复上述实验，都能得出F浮=G排，说明决定浮力大小的根本因素是。

（4）从金属块开始浸入直至浸没一定深度的过程中台秤的示数变化情况是。

（5）小明做实验时，用手握弹簧测力计有些晃动，导致数据偏差较大，请写出一种改进措施：。

（6）小华进行第二次实验时发现金属块排开水的重力明显小于所受到的浮力，请指出实验操作中可能造成这种结果的原因：。

练习1：（2019·德州）在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),小明先用弹簧测力计测出金属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B. C. D. E. F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中：

实验步骤 B C D E F

弹簧测力计示数/N 2.2 2.0 1.7 1.7 1.9

(1)分析比较实验步骤A和_ __，可得出：浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；分析比较A. B. C.D 可知：浮力大小与物体__ _有关；分析实验步骤A. E.F可知：浮力的大小还与__ _有关。

(2)分析实验数据可知,F中液体密度__ _(选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度。

(3)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是_ __N,金属块密度为_ __kg/m3.(水的密度ρ水

=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。

练习2：（2019·绥化）如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。

(1)金属块浸没在水中时，受到的浮力是_ __N。

(2)分析图丙、丁可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度_ __(选填“有关”或“无关”)。

(3)分析_ __两图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。戊图中盐水的密度是_

__kg/m3.如果在实验中不小心使戊图中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用，此时测量出的盐水密度值将如何变化，并分析原因___ 。

(4)实验中由于握着测力计的手臂易晃动，导致测力计示数不稳定，读数困难。请你写出一种改进措施_

__。

练习3：（2019·赤峰）如图所示，是探究同一物体所受浮力大小与哪些因素有关的实验过程。

（1）两次实验证明物体所受浮力随物体排开液体积的变化而变化（选填实验序号）。

（2）进行乙、丙两次实验是为了探究物体所受浮力大小与关系。

（3）由丙、丁两次实验可知：完全浸没在同种液体中的物体，所受浮力大小与无关。

练习4：（2019·贵阳）小明运用浮力相关知识制作了可以用来测量物体质量的“浮力秤”其构造如图所示，在水平支架的左端固定刻度盘，支架横梁两端各固定一个滑轮，将一根无弹性的细绳跨过两个滑轮，细线的一端悬挂砰盘，另一端连接装有适量细沙的圆柱形浮筒（浮筒自重不计），在线的适当位置固定一根大头针作为指针，把浮筒浸入装有适量水的水槽中，称量时，把待测物体放入砰盘后，指针下降浮筒上升，静止后，待测物体的质量就可以通过指针在刻度盘上的位置反映出来。

请你回答下列问题（不计细线、砰盘、指针的质量以及线与滑轮的摩擦）

（1）为了制作量程为1kg的浮力秤，向砰盘添加1kg的砝码，逐渐向空浮筒内加入细沙，当浮筒的______（选填“上”或“下”）表面刚好与水面齐平并保持静止时，在刻度盘上将指针所指的位置标定为最大刻度线。（2）取下砝码，当浮筒受到______力和______力是一对平衡力时，浮筒能直立地浮在水面上静止，此刻度所指的位置应标定为零刻度线，在均匀地标定其余刻度线。

（3）若将质量为m（m<1kg）的待测物体放在砰盘上，当浮筒静止时其下表面距离水面的距离是h，若细沙的质量是M，浮筒的横截面积是S，水的密度为ρ水，请写出待测物体质量的表达式m=____________。

（4）若将原来的浮筒更换为长度相同、横截面积更小的另一个浮筒，细沙的质量和细线的长度等不变，则重新标定的刻度线与原来刻度线相比发生变化的是____________（选填“零刻度线上升”或“最大刻度线下降”），请你分析带来这一变化的原因是：_______ ___。

练习5：（2019·河北）小明用如图1所示的装置探究“影响浮力大小的因素”(已知ρ水=1.0×103kg/m3取g=10N/kg)。

(1)小明利用图甲所示的实验装置，将圆柱体合金块慢慢浸入水中时，根据测得的实验数据，作出了弹簧测力计示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图象(如图所示)。实验过程中合金块所受浮力的变化情况是____________；请在图丁中画出F浮随h变化的关系图象。分析图象可知，浸没在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成____________。

(2)将合金块分別浸没在水和某液体中(如图乙、丙所示)，比较图甲、乙、丙可知：

结论：____________________________________________________________。

(3)合金块的密度为ρ合金____________g/cm3.

(4)若用此合金块制成一空心合金球，当合金球恰好能悬浮于图1两所示液体中时，空心部分的体积是____________cm3。

练习6.（2019·鹤岗）为探究浮力大小与哪些因素有关，小高设计了如图所示实验，请依

据实验回答：

①比较b，c两图可知，物体浸在水中的体积越大，受到的浮力。

②比较图 和图d 可知，物体所受浮力的大小与液体的密度有关。

③由下图的实验数据可知，盐水的密度为 kg/m 3。

练习7.（2019·襄阳）小明同学通过实验来研究影响浮力大小的因素,做了如图所示的四次实验，高兴地发现浮力的大小与深度有关,而且深度越深浮力越大,老师肯定了他的实验,又带他做了一次实验,

小明同学便恍然大悟。你认为：

(1)他在探究过程中存在的问题是 。

(2)老师的实验操作是： 观察测力计的示数是否不同；

(3)结合五次实验,得到的正确结论是：液体密度一定时， 。

练习8：（2019·上海）某小組同学在“探究物体在液体中所受向上的力与哪些因素有关”实验中，用弹簧测力计拉着一个圆柱体，测力计示数为F 0．现将圆柱体悬空放置在一个烧杯中，倒入液体A ，圆柱体的下表面到液面的深度为h ，记录下此时弹簧测力计的示数为F 以及F 0和F 的差为△F ．接着，将液体A 替换为液体B ，重复上述实验，记录数据如下表一、二所示。

表一 液体A （ρA =0.8×103千克/米3）

表二 液体B （ρB =1.0×103千克/米3）

A B

C

D

8 12 6 4

①根据实验序号1与2与3或5与6与7的数据，分析比较弹簧测力计的示数F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系，可得出的初步结论是：

同一物体在同种液体中，___ 。

②根据实验序号1与2与3或5与6与7的数据，分析比较△F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系，可得出的初步结论是：同一物体在同种液体中，__ _。

③根据实验序号1与5或2与6或3与7的数据，分析比较△F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系，可得出的初步结论是__ _。

④本实验中，圆柱体的重力为___牛，高度为_ __厘米。

练习9：（2019·东营）如图所示，物理兴趣小组用金属块研究浮力的实验。

（1）金属块浸没在水中时，受到的浮力是N。

（2）比较（填字母代号）三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其排开液体的体积有关。（3）比较（填字母代号）三图可得出结论：金属块受到的浮力大小与其浸没在液体中的深度无关。

（4）金属块的密度为 kg/m3。

（5）在实验中，排除测量误差因素的影响，兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受到的浮力，请指出实验操作中可能造成这种结果的原因：。

（6）纠正了错误，继续实验，兴趣小组得出结论：物体所受浮力的大小等于它排开液体所受的重力。有同学对此结论提出质疑，他认为仅采用浸没的金属块做实验不具备普遍性，使用漂浮的蜡块做实验未必遵循以上结论。针对这个质疑，实验室提供了如下器材：弹簧测力计、蜡块、细线、量筒、烧杯、小木块、小桶、轻质塑料袋（质量可忽略）、适量的水。请你根据需要选择器材并设计实验，研究使用漂浮的蜡块做实验是否遵循兴趣小组所得出的结论。

实验器材：。

实验步骤：。

分析与论证：。

练习10：（2018·云南）一般情况下，人在水中会下沉，在死海中却能漂浮在水面上。为此，小李同学猜想：浮力的大小可能跟液体的密度有关。为了检验这个猜想，他设计了如图所示的实验进行探究：

（1）铝块在水中受到的浮力F浮=N。

（2）比较图乙、丙两图中铝块所受浮力的大小，小李同学得出浮力的大小与液体的密度无关的结论，你认为这个结论是（选填“正确“或“错误”）的，原因是。

（3）小赵同学认为用以下方法检验更为简便：将同一个新鲜鸡蛋依次轻放入盛有水和浓盐水的烧杯中，看到鸡蛋在水中下沉，在浓盐水中悬浮如图丁所示。分析鸡蛋受力可知，在水中下沉是因为它受到的浮力（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力；在浓盐水中悬浮时，根据的知识可得，鸡蛋受到的浮力（选填“大于”、“小于”或“等于”）重力，从而可以得出结论：浮力的大小与液体的密度（选填“有关”或“无关”）。

练习11：（2018·达州）小陈同学在老师的指导下完成了以下实验：

①用弹簧测力计测出一个带盖子的空玻璃瓶的重力，如图甲所示；

②用手拿着这个盖紧的瓶盖的空玻璃瓶浸没在水中，放手后发现玻璃瓶上浮；

③将一个铁块装入玻璃瓶并盖紧盖子，放入水中放手后发现玻璃瓶下沉；

④取出玻璃瓶并擦干瓶上的水，挂在弹簧测力计上，保持玻璃瓶竖直，然后从图乙所示位置

慢慢浸入水中，并根据实验数据绘制了弹簧测力计的示数F与玻璃瓶下表面浸入水中深度h

的关系图像如图丙所示：

（1）装有铁块的玻璃瓶全部浸没在水中时受到的浮力是__________N．

（2）BC说明物体受到的浮力大小与浸没的深度____________（选填“有关”、“无关”）．

（3）在第②操作步骤中空玻璃瓶浸没在水中受到的浮力为________N．

（4）小陈认真分析以上实验数据和现象后发现，物体的沉浮与物体的重力和所受浮力有关，

其中上浮的条件是______ __。

（5）若圆柱形容器的底面积为100cm2，在乙图中，当玻璃瓶浸没后，水对容器底的压强增

加了________Pa。

（6）细心的小陈同学发现玻璃瓶上还标有100ml的字样，于是在装有铁块的玻璃瓶内装满

水并盖上瓶盖，再用弹簧测力计测出总重力，如图丁所示，此时弹簧测力计示数为3.1N，

根据以上数据他算出了铁块的密度为____________kg/m3。

练习12：（2018•北京）为了验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关”，小明选用如图所示的圆柱体A（ρA＞ρ水）、弹簧测力计和装有适量水的烧杯进行实验。

（1）以下是他的部分实验步骤，请你帮他补充完整：

①将圆柱体A悬挂在弹簧测力计下，静止时记录弹簧测力计的示数为F1。

②将圆柱体A下部的一格浸入水中，圆柱体不接触容器，静止时记录弹簧测力计的示数为F2。

③，静止时记录弹簧测力计的示数为F3。

（2）由F1﹣F2F1﹣F3（选填”=“或“≠”），可以验证“浸在水中的物体所受浮力大小跟物体排开水的体积有关”。

【考点方向】

1、探究浮力的大小跟哪些因素有关的实验中，用到了“称重法”测浮力：=-F G F 浮拉，弹簧测力计的示数越小，说明物体受到的浮力越大。

2、探究浮力的大小跟哪些因素有关，实验中利用“控制变量法”，把多因素问题变成多个单因素问题。

3、注意完全浸没和不完全浸没对实验的影响。

4、实验原理：称重法。

5、弹簧测力计自身重力和细线以及盐水的浓度会对实验产生一定的误差。

6、换用不同的物体和液体重复实验目的是：避免实验偶然性，得出影响浮力大小影响的普遍性规律。

7、用手拉弹簧测力计的不知之处是：读取数据时易受晃动而影响测量结果。

8、通过实验可以得出影响浮力大小的根本因素是：排开液体的重力。

9、浮力与物体排开液体的体积有关，其他因素一定时，排开液体体积越大，浮力越大。

10、浮力与液体的密度有关，其他因素一定时，液体的密度越大，浮力越大。

11、浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。

【创新母题】：为探究物体在水中受到的浮力大小与浸入水中的体积和深度的关系，小明和小华把装满水的溢水杯放到台秤上，溢水杯口下方放置一空量筒。用细线系住金属块并挂在弹簧测力计上，测力计示数为G ．然后将金属块缓慢浸入水中，且始终不与杯接触，如图。

（1）金属块浸没前的过程中，测力计示数逐渐变小，说明浮力大小逐渐 。据此，小明认为金属块受到的浮力随浸入水中的深度增大面增大；而小华则认为浮力随浸入水中的体积增大而增大，根据以上实验你认为下列说法正确的是 。

A ．只有小明的观点合理

B ．只有小华的观点合理

C ．两人的观点都不合理

D ．两人的观点都合理

（2）接下来他们继续实验，增大金属块浸没在水中的深度，发现测力计的示数始终不变且为F ，据此可得出 的观点不具有普遍性。这个过程中金属块受到的浮力F 浮= 。

（3）为了深入研究，他们测出量筒中水的体积V排，水的密度用ρ水表示，其重力G排=，通过比较数据发现F浮=G排，换用不同的物体和液体重复上述实验，都能得出F浮=G排，说明决定浮力大小的根本因素是。

（4）从金属块开始浸入直至浸没一定深度的过程中台秤的示数变化情况是。

（5）小明做实验时，用手握弹簧测力计有些晃动，导致数据偏差较大，请写出一种改进措施：。

（6）小华进行第二次实验时发现金属块排开水的重力明显小于所受到的浮力，请指出实验操作中可能造成这种结果的原因：。

【答案】

（1）变大；D；（2）小明；G﹣F；（3）ρ水V排g；G排；（4）一直不变。

（5）将弹簧测力计固定在铁架台上，通过改变铁夹的高度来改变浸入水中的多少；

（6）溢水杯没有装满。

【解析】

（1）金属块浸没前的过程中，测力计示数逐渐变小，根据F=G﹣F浮可知，说明浮力大小逐渐变大；

金属块浸没前的过程中，小明认为金属块受到的浮力随浸入水中的深度增大而增大；而小华则认为浮力随浸入水中的体积增大而增大，根据以上实验两人的观点都合理，故说法正确的是D；

（2）接下来他们继续实验，增大金属块浸没在水中的深度，发现测力计的示数始终不变且为F，据此可得出浮力与物体完全浸没在液体中的深度无关，故小明的观点不具有普遍性；

这个过程中金属块受到的浮力根据F=G﹣F浮可知，F浮=G﹣F；

（3）量筒中水的体积V排，水的密度用ρ水表示，其重力G排=m排g=ρ水V排g，通过比较数据发现F浮=G排，换用不同的物体和液体重复上述实验，都能得出F浮=G排，说明决定浮力大小的根本因素是G排。

（4）对台秤受力分析可知：受溢水杯和水竖直向下的重力，金属块向下的压力F压=F浮，由平衡条件得：台秤对容器的支持力F N=G+F压；从金属块开始浸入直至浸没一定深度的过程中G、F浮不变，故台秤的示数变化情况是一直不变。

（5）实验中，由于握着测力计的手臂晃动，导致测力计示数不稳定，读数困难，可以将弹簧测力计固定在铁架台上，通过改变铁夹的高度来改变浸入水中的多少。

（6）在实验中，排除测量误差因素的影响，兴趣小组发现金属块排开水的重力明显小于所受的浮力，可能造成这种结果的原因：溢水杯没有装满水，造成溢出水的体积小于排开水的体积。

练习1：（2019·德州）在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中(如图所示),小明先用弹簧测力计测出金

属块的重力,然后将金属块缓慢浸入液体中不同深度,步骤如图B. C. D. E. F所示(液体均未溢出),并将其示数记录在表中：

实验步骤 B C D E F

弹簧测力计示数/N 2.2 2.0 1.7 1.7 1.9

(1)分析比较实验步骤A和_ __，可得出：浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关；分析比较A. B. C.D 可知：浮力大小与物体__ _有关；分析实验步骤A. E.F可知：浮力的大小还与__ _有关。

(2)分析实验数据可知,F中液体密度__ _(选填“大于”、“小于”或“等于”)水的密度。

(3)金属块浸没在水中时受到的浮力大小是_ __N,金属块密度为_ __kg/m3.(水的密度ρ水

=1.0×103kg/m3,g取10N/kg)。

【答案】

（l）D、E；排开液体的体积；液体的密度；（2）小于；（3）1；2.7×l03。

【解析】

（1）研究物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度关系，要控制排开液体的体积和密度相同，只改变浸没在液体中的深度，故由ADE图可知，物体排开液体的体积相同时，液体的密度相同，浸没的深度不同，浮力相同，所以物体受到的浮力大小与物体浸没在液体中的深度无关。

研究物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积关系，要控制排开液体的密度相同，由分析比较A、B、C、D可知，液体的密度相同时，物体排开液体的体积不同，浮力不同，所以物体受到的浮力大小与物体排开液体的体积有关。

由分析比较A、E、F可知：图知，排开液体的体积相同，而排开液体的密度不同，浮力大小不同，故可得出结论：物体受到的浮力大小与液体的密度有关。

（2）根据称重法可知：物块在水中受到的浮力为：F浮=G-F=2.7N-1.7N=1N；物块在另一液体中受到的浮力为：F浮′=2.7N-1.9N=0.8N；

根据阿基米德原理F浮=ρ液gV排知物体排开液体的体积相同时，密度越大，受到的浮力越大，故F中液体密度小于水的密度。

（3）物块在水中受到的浮力为：F浮=G-F=2.7N-1.7N=1N；

V排=F浮/gρ=1N/(10N/kg×1×103kg/m)=10-4m3

金属块的体积：V=V排；金属块的质量：m=G/g=2.7N/10N/kg=0.27kg；

金属块的密度：ρ=m/v=0.27kg/10-3m3=2.7×l03kg/m3。

练习2：（2019·绥化）如图所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有关”的实验装置和实验过程中弹簧测力计挂着同一金属块的示数。

(1)金属块浸没在水中时，受到的浮力是_ __N。

(2)分析图丙、丁可知,浮力大小跟物体浸没在水中的深度_ __(选填“有关”或“无关”)。

(3)分析_ __两图可知,浸在液体中的物体所受浮力大小跟液体密度有关。戊图中盐水的密度是_

__kg/m3.如果在实验中不小心使戊图中的金属块接触了容器底且与容器底有力的作用，此时测量出的盐水密度值将如何变化，并分析原因___ 。

(4)实验中由于握着测力计的手臂易晃动，导致测力计示数不稳定，读数困难。请你写出一种改进措施_

__。

【答案】

（1）2；（2）无关；（3）丁、戊；1.2×103；偏大，金属块与容器底有力的作用，则测力计示数变小，导致F示盐水变小，根据称重法，故F浸盐水变大，根据ρ盐水=ρ水F浸盐水/F浸水

知，测量的盐水密度值将偏大；

（4）将弹簧测力计固定在铁架台上，通过改变铁夹的高度来改变浸入水中的多少。

【解析】

（1）根据称重法测浮力，金属块在水中受到的浮力为：F浮=G-G C=4.8N-2.8N=2N；

（2）分析丙、丁两图，当金属都块浸没在水中后，金属块的深度不同，但测量力计示数相同，根据称重法测浮力：F浮=G-G′知，所受浮力的大小大小相同，故得出当金属块浸没在水中后，所受浮力大小跟物体浸没在水中的深度无关；

（3）比较图丁戊，排开液体的体积相同，而排开液体的密度不同，两图中，测力计示不同，根据称重法，可知金属块受到的浮力不同，故由实验数据可得到的结论是：浸在液体中的物体受到浮力的大小与液体密度有关；

金属块浸没在水中受到的浮力：F浸水=2N------①，

根据阿基米德原理有：F浸水=ρ水gV排水=ρ水gV物-----②，

由图甲戊知，金属块浸没在盐水中受到的浮力：F浸盐水=4.8N-2.4N=2.4N------③，

根据阿基米德原理有：F浸盐水=ρ盐水gV排盐水=ρ盐水gV物------④，

由②④得：ρ盐水=ρ水F浸盐水/F浸水-------⑤；

将①③代入⑤得：ρ盐水=2.4N/2N,ρ水=1.2×103 kg/m3；

如果他在实验中不小心使E图中物体接触了容器底且与容器底有力的作用，则测力计示数变小，导致F示盐

水变小，根据称重法，故F浸盐水变大，根据ρ盐水=ρ盐水=ρ水F浸盐水/F浸水知，测量的盐水密度值将偏大。

（4）实验中，由于握着测力计的手臂晃动，导致测力计示数不稳定，读数困难，可以将弹簧测力计固定在

铁架台上，通过改变铁夹的高度来改变浸入水中的多少。

练习3：（2019·赤峰）如图所示，是探究同一物体所受浮力大小与哪些因素有关的实验过程。

（1）两次实验证明物体所受浮力随物体排开液体积的变化而变化（选填实验序号）。

（2）进行乙、丙两次实验是为了探究物体所受浮力大小与关系。

（3）由丙、丁两次实验可知：完全浸没在同种液体中的物体，所受浮力大小与无关。

【答案】

（1）甲、乙；（2）液体密度；（3）物体浸没的深度。

【解析】

（1）要通过实验证明物体所受浮力随物体排开液体积的变化而变化，应控制液体的密度不变，改变物体排

开液体的体积，由图可知，甲、乙两次实验符合。

（2）进行乙、丙两次实验时，物体排开液体的体积相同，而液体的密度不同，所以是为了探究物体所受浮力大小与液体密度的关系。

（3）由丙、丁两次实验可知：排开液体的体积和液体的密度相同，而所处的深度不同，弹簧测力计的示数不变即物体受到的浮力不变，则物体所受浮力大小与浸没的深度无关。

练习4：（2019·贵阳）小明运用浮力相关知识制作了可以用来测量物体质量的“浮力秤”其构造如图所示，在水平支架的左端固定刻度盘，支架横梁两端各固定一个滑轮，将一根无弹性的细绳跨过两个滑轮，细线的一端悬挂砰盘，另一端连接装有适量细沙的圆柱形浮筒（浮筒自重不计），在线的适当位置固定一根大头针作为指针，把浮筒浸入装有适量水的水槽中，称量时，把待测物体放入砰盘后，指针下降浮筒上升，静止后，待测物体的质量就可以通过指针在刻度盘上的位置反映出来。

请你回答下列问题（不计细线、砰盘、指针的质量以及线与滑轮的摩擦）

（1）为了制作量程为1kg的浮力秤，向砰盘添加1kg的砝码，逐渐向空浮筒内加入细沙，当浮筒的______（选填“上”或“下”）表面刚好与水面齐平并保持静止时，在刻度盘上将指针所指的位置标定为最大刻度线。（2）取下砝码，当浮筒受到______力和______力是一对平衡力时，浮筒能直立地浮在水面上静止，此刻度所指的位置应标定为零刻度线，在均匀地标定其余刻度线。

（3）若将质量为m（m<1kg）的待测物体放在砰盘上，当浮筒静止时其下表面距离水面的距离是h，若细沙的质量是M，浮筒的横截面积是S，水的密度为ρ水，请写出待测物体质量的表达式m=____________。（4）若将原来的浮筒更换为长度相同、横截面积更小的另一个浮筒，细沙的质量和细线的长度等不变，则重新标定的刻度线与原来刻度线相比发生变化的是____________（选填“零刻度线上升”或“最大刻度线下降”），请你分析带来这一变化的原因是：_______ ___。

【答案】

（1）下；（2）重；浮；（3）M -ρ水Sh；（4）零刻度线上升；当浮筒受到的重力和浮力是一对平衡力时，指针指的是零刻度线，根据题意，要使浮力不变，由阿基米德原理可知，要保证浮筒在水中V排不变，根据V=Sh可知，浮筒横截面积变小，h变大，浮筒下降，指针上升，即零刻度线上升。

【解析】

（1）为了制作量程为1kg的浮力称，向秤盘添加1kg的砝码，即最大质量，此时细线对浮筒的拉力最大，浮力最小，因此应使浮筒浸在水中的深度最小，即为0；故当浮筒的下表面刚好与水面齐平并保持静止时，在刻度盘上将指针所指的位置标定为最大刻度线.

（2）取下砝码，细线对浮筒的拉力为0，当浮筒受到重力和浮力是一对平衡力时，浮筒能直立地浮在水面上静止，此刻度所指的位置应标定为零刻度线，再均匀地标定其余刻度线.

（3）若将质量为m（m＜1kg）的待测物体放在秤盘上，重力为G=mg，对细线的拉力为T= mg，即线对筒的拉力；若细沙的质量是，当浮筒静止时其下表面距离水面的距离是h，浮筒的横截面积是S，水的密度为ρ水，根据阿基米德原理，则浮筒受到的浮力F浮=ρ水gV排=ρ水gSh，浮筒处于静止状态，根据力的平衡有：F浮+T=Mg，即

ρ水gSh+mg=Mg，待测物体质量的表达式M -ρ水Sh。

（4）当浮筒受到的重力和浮力是一对平衡力时，指针指的是零刻度线，根据题意，要使浮力不变，由阿基米德原理可知，要保证浮筒在水中V排不变，根据V=Sh可知，浮筒横截面积变小，h变大，浮筒下降，指针上升，即零刻度线上升。

练习5：（2019·河北）小明用如图1所示的装置探究“影响浮力大小的因素”(已知ρ水=1.0×103kg/m3取g=10N/kg)。

(1)小明利用图甲所示的实验装置，将圆柱体合金块慢慢浸入水中时，根据测得的实验数据，作出了弹簧测力计示数F示与合金块下表面所处深度h的关系图象(如图所示)。实验过程中合金块所受浮力的变化情况是

____________；请在图丁中画出F浮随h变化的关系图象。分析图象可知，浸没在水中的物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成____________。

(2)将合金块分別浸没在水和某液体中(如图乙、丙所示)，比较图甲、乙、丙可知：

结论：____________________________________________________________。

(3)合金块的密度为ρ合金____________g/cm3.

(4)若用此合金块制成一空心合金球，当合金球恰好能悬浮于图1两所示液体中时，空心部分的体积是____________cm3。

【答案】

(1)先变大后不变；如下图；正比；

(2)浸没在液体中的合金块所受浮力大小与液体的密度有关；

(3)4；(4)400。

【解析】

（1）由合金块在竖直方向上受力平衡得：F浮=G-F示，由图2可知弹簧测力计示数先减小后不变，所以浮力大小先增大后不变；根据浮力计算式：F浮=G-F示和弹簧测力计示数随深度的图象画出F浮随h的关系图象，由于h在0—6cm期间图象为过原点的直线，所以物体所受浮力的大小跟它排开水的体积成正比。

（2）浸没在不同液体时合金块排开液体体积相同，而弹簧测力计的示数不同，说明浸没在液体中的物体所受浮力大小与液体的密度有关。

（3）由图甲可知合金块重力：G=4N，则质量：m=G/g=4N/10N/kg=0.4kg，

由图乙可知金属块完全浸没在水中时受到的浮力：

F浮=G-F示=4N-3N=1N，所以F浮=ρ水gV排，

V排=F浮/ρ水g=1N/(1.0×103kg/m3×10N/kg)=1×10-4m3

所以合金块密度：ρ合金=m/V合金=0.4kg/(1×10-4m3)=4×103kg/m3=4g/cm3。

（4）图丙中弹簧测力计示数F2=3.2N所以浮力：F´浮=G-F2=4N-3.2N=0.8N。

由排开液体体积相等得：F浮/ρ水g=F´/ρ液g金属球悬浮在液体中的浮力F"浮=G=4N。

则排开液体的体积V´排=V球=F"浮/ρ液g=4N/（0.8×103kg/m3×10N/kg）=5×10-4m3。

则空心部分的体积：V空=V球-V合金=5×10-4m3-1×10-4m3=4×10-4m3=400cm3。

练习6.（2019·鹤岗）为探究浮力大小与哪些因素有关，小高设计了如图所示实验，请依

据实验回答：

①比较b，c两图可知，物体浸在水中的体积越大，受到的浮力。

②比较图和图d可知，物体所受浮力的大小与液体的密度有关。

③由下图的实验数据可知，盐水的密度为kg/m3。

【答案】①越大；②e；③1.2×103。

【解析】

（1）浮力等于空气中弹簧测力计的示数减去水中弹簧测力计的示数；

由图b和图c所示实验可知，水的密度不变，物体排开水的体积变大，弹簧测力计的示数越小，物体受到的浮力变大，由此可知，物体排开水的体积越大，受到的浮力越大；

（2）要探究物体所受浮力的大小与液体的密度的关系，需要控制排开液体的体积相同，改

变液体的密度，图d和e符合题意；

（3）由实验数据可知，物体浸没在水中受到的浮力：F浮水＝G﹣F示3＝8N﹣6N＝2N；

物体浸没在盐水中受到的浮力：F浮盐＝G﹣F示5＝8N﹣5.6N＝2.4N；

因物体浸没，故排开液体的体积相等，即V排水＝V排盐，

所以，根据F浮＝ρ液gV排可得：F浮水/ρ水g=F浮盐/ρ盐水g，

则盐水的密度：

ρ盐水＝（F浮盐/F浮水）×ρ水＝（2.4N/2N）×1.0×103kg/m3＝1.2×103kg/m3。

练习7.（2019·襄阳）小明同学通过实验来研究影响浮力大小的因素,做了如图所示的四次实验，高兴地发现浮力的大小与深度有关,而且深度越深浮力越大,老师肯定了他的实验,又带他做了一次实验,

小明同学便恍然大悟。你认为：

(1)他在探究过程中存在的问题是。

(2)老师的实验操作是： 观察测力计的示数是否不同；

(3)结合五次实验,得到的正确结论是：液体密度一定时， 。

【答案】

（1）没有控制物体浸入液体中的体积不变

（2）改变物体浸没在液体中的深度

（3）物体浸在液体中（或排开液体）的体积越大，受到的浮力越大

【解析】

（1）探究浮力大小与深度的关系时需要控制物体排开液体的体积与液体的密度不变，小明根据实验现象得出了浮力的大小与深度有关，而且深度越深浮力越大的结论，但是实验过程中的问题是没有控制排开液体的体积相同。

（2）由于要控制排开液体的体积相等，所以实验时需把物体浸没入液体中，改变深度。

（3）在液体密度一定时，当排开液体体积相同，弹簧测力计示数不随物体深度变化而变化，当改变排开液体体积时，弹簧测力计示数改变，所以结论是：液体密度一定时，浮力的大小与物体排开液体体积有关。 练习8：（2019·上海）某小組同学在“探究物体在液体中所受向上的力与哪些因素有关”实验中，用弹簧测力计拉着一个圆柱体，测力计示数为F 0．现将圆柱体悬空放置在一个烧杯中，倒入液体A ，圆柱体的下表面到液面的深度为h ，记录下此时弹簧测力计的示数为F 以及F 0和F 的差为△F ．接着，将液体A 替换为液体B ，重复上述实验，记录数据如下表一、二所示。

表一 液体A （ρA =0.8×103千克/米3）

表二 液体B （ρB =1.0×103千克/米3）

A B

C

D

①根据实验序号1与2与3或5与6与7的数据，分析比较弹簧测力计的示数F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系，可得出的初步结论是：

同一物体在同种液体中，___ 。

②根据实验序号1与2与3或5与6与7的数据，分析比较△F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系，可得出的初步结论是：同一物体在同种液体中，__ _。

③根据实验序号1与5或2与6或3与7的数据，分析比较△F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系，可得出的初步结论是__ _。

④本实验中，圆柱体的重力为___牛，高度为_ __厘米。

【答案】

①弹簧测力计示数F随圆柱体的下表面到液面的深度增大而减小；

②△F与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比；

③同一物体在不同液体中，圆柱体的下表面到液面的深度h不变时，液体密度ρ越大，△F越大；

④10.0；10.0。

【解析】

①根据实验序号1与2与3或5与6与7的数据，分析比较弹簧测力计的示数F与圆柱体的下表面到液面的深度h的大小关系，可得出的初步结论是：同一物体在同种液体中，弹簧测力计示数F随圆柱体的下表面到液面的深度增大而减小；

②纵向比较表一序号1与2与3或表二序号5与6与7的数据，可知，圆柱体的下表面到液面的深度h为原来的几倍，△F也为原来的几倍，可得出的初步结论是：同一物体在同种液体中，△F与圆柱体的下表面到液面的深度h成正比；

③ρA=1.0×103kg/m3>ρB=0.8×103kg/m3，

根据实验序号1与5或2与6或3与7的数据，可得出的初步结论是：同一物体在不同液体中，圆柱体的下表面到液面的深度h不变时，液体密度ρ越大，△F越大；

④F0=G，根据称重法测浮力，△F=F0-F，