16.中考物理专题04 力学实验(二)

专题四 力学实验（2） 实验五 《探究液体内部的压强大小》 ▲ 核心考点 【设计与进行实验】

甲 乙 丙 丁 戊 注意：甲-丁图容器中装入水，戊图中为硫酸铜溶液。 1.实验器材：压强计、刻度尺、水、硫酸铜溶液（盐水）等。 2. 实验前要检查装置的气密性 ：用手轻压金属盒上的橡皮膜，观察U型管中的液柱是否变化，若漏气，两液柱始终相平； 3. 实验前U形管液面应调平 ：为了避免橡皮管中有气体导致液面不相平，应拆除橡皮管重新安装； 4. 实验方法 ： （1）转换法：通过观察U形管两液柱的高度差来比较压强的大小； （2）控制变量法：①探究液体内部的压强与方向的关系：控制金属盒在同种液体的统一深度，改变金属盒的方向，观察U形管液面的高度差；②探究液体内部压强与深度的关系：控制金属盒在同种液体中，金属盒方向不变，改变金属盒的深度，观察U形管液面的高度差；③探究液体内部压强与液体密度的关系：控制金属盒在相同深度，金属盒方向不变，改变液体的种类，观察U形管液面的高度差； 5. 实验过程中U形管两边液柱的高度几乎不变的原因 ：实验仪器气密性不好； 6.分析数据和现象，总结结论 【交流与反思】 7.探究移动方向的判断：改变液体密度，为了使液体压强不变，若密度增大，探头应向上移动，若密度减小，探究应向下移动； 8.液体密度的相关判断：①同一深度处，液面差大的液体密度大；②液面差相等时，深度深的液体密度小； 9.液体压强的相关计算； 实验结论：液体内部向各个方向都有压强，在液面同一深度处，向各个方向的压强都相等；深度越大，压强越大；液体内部的压强大小还跟液体的密度有关，在深度相同时，液体的密度越大，则压强越大。 10.注意：①液体压强大小与其他的因素，如重力、体积、容器的形状、底面积等无关。②此实验只能定性的描述液体内部的压强特点。 ▲ 针对训练 如图所示，是用压强计探究水内部压强的情景

图1 甲 乙 丙 （1）如图1所示，小聪在调试时发现，用手指不论是轻压还是重压探头的橡皮膜时，U形管两边液面几乎没有变化，说明该压强计 （填“漏气”或“不漏气”），对此，最合理的操作是 （填序号）；通过调试，使压强计U形管两边的液面 ； ①从U型管内向外倒出适量水；②拆除软管重新安装；③向U型管内加适量水； （2）把探头放入水中，通过观察U型管两边液面的高度差来判断探头处水的压强的大小，高度差越大，水的压强 （选填“越大”或“越小”）； （3）比较甲图、乙图和丙图，可以得到：在同一深度，液体内部向各个方向的压强 ； （4）在乙图中把探头慢慢下移，可以观察U型管两边液面的高度差增大，从而得到：在同一种液体里，液体的压强随 的增加而增大； （5）在乙图中，若只将烧杯中的水换成盐水（ρ水＜ρ盐水），其他条件不变，则可以观察到U型管两边液面高度差 （选填“变大”、“变小”或“不变”）。 答案：漏气；②；大；相等；深度；变大。 实验六 《探究影响浮力大小的因素》

▲ 核心考点 【猜想与假设】 浮力的大小可能与物体排开液体的体积、液体的密度和物体浸没在液体中的深度有关。 【设计与进行实验】 1.主要实验器材：弹簧测力计、物体（液物）、烧杯、水、盐水等； 2.测量浮力大小的原理：称重法（拉浮FGF）；

3.实验步骤： （1）探究浮力的大小与浸没在液体中的深度的关系： ①测量物体在空气中的重力，如图a； ②把物体浸没在水中不同深度处，分别读出弹簧测力计的示数，如图c、d所示； ③测出物体所受的浮力。 结论一： 。 （2）探究浮力大小与物体浸在液体中的体积的关系： ①让物体浸在液体中的体积逐渐变大，分别读出弹簧测力计的示数，如图b、c所 示； ②测出物体所受浮力。 结论二： 。 （3）探究浮力的大小跟液体的密度的关系： ①把同一物体浸没在密度不同的液体中，分别读出弹簧测力计的示数，如图d、e 所示； ②测出物体所受浮力。 结论三： 。 【分析与论证】 ①由（a）、（c）、（d）三组实验可知，物体所受的浮力与物体浸没在液体中的深度无关； ②由（a）、（b）、（c）三组实验可知，物体所受的浮力与物体排开液体的体积有关； ③由（a）、（d）、（e）三组实验可知，物体所受的浮力与液体的密度有关； 【实验结论】 物体在液体中所受浮力的大小，跟它浸在液体中的 体积 有关、跟 液体的密度 有关。物体浸在液体中的体积越大、液体密度越大，浮力就越大。 【实验方法】 控制变量法的应用 ①控制液体的密度不变，用测力计提着同一个物体，以不同体积浸入同种液体，探究浮力的大小与物体浸在液体中体积的关系； ②控制物体浸在液体中的体积不变，用测力计提着同一物体，让它分别浸没于不同液体中，探究浮力的大小与液体密度的关系； ③控制液体的密度及浸在液体中的体积不变，用测力计提着同一物体，让它分别浸没于相同液体的不同深度，探究浮力的大与物体浸在液体中的深度的关系。 【交流与讨论】 （1）为了实验现象更明显，物体的体积应稍大一些。 （2）实验时烧杯中的液体要“适量”：物体浸没后液体不能溢出杯口，同时物体又能够浸没到液体中。 （3）误差分析：若先测物体在液体中受到的拉力，再测物体的重力，由于物体上沾有液体，则所测浮力会 偏大 ； （4）物体浸在液体中的体积逐渐增大，物体受到的浮力也随着增大，但是不能理解为浮力的大小与浸没在液体中的深度有关； （5）探究浮力大小与物体形状的关系。 将形状不同、质量和密度相同的物体浸在同一液体中，控制物体排开液体的体积 相同，比较物体所受浮力的大小。物体所受浮力大小与物体的形状无关。 （6）探究浮力的大小与物体的密度的关系 将体积相同的不同物体，浸没在同一液体中，比较物体所受的浮力大小。物体所 受浮力大小与物体的密度无关。 （7）浮力与深度的关系 一般情况下，物体浸没了以后，浮力与深度无关，因为V排不会随着深度变化。但 有一种特殊情况：气球（或气泡），不考虑温度变化，在液体中时，由于深度不同， 压强也不同，气球的体积会发生变化，越深时，压强越大，体积就越小，V排就越 小，浮力就越小，反之亦然。 （8）实验室选用了不同的液体，并进行了多次实验是为了让实验结论更具有普遍性。 （9）物体的受力分析。 物体在空气中时受到竖直向下的重力和竖直向上的拉力；物体在水中时受到 竖 直向下的重力 、 竖直向上的拉力 和 竖直向上的浮力 。 （10）hF示、hF浮图像分析（液物） 随着h增大，示F先减小后不变，浮F先增大后不变，如下图所示的示意图

（11）阿基米德原理排液浮gVF的应用： ①计算物体的密度：浮液物浮液液浮物ρρρρFGFmggFmVm（物体完全浸没） ②物体排开液体的体积：gFVV液浮排物ρ



③液体的密度：排浮

液ρgVF

▲ 针对训练 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 。 （5）分析 可知，浮力的大小跟物体浸在液体中的体积有关，且浮力的大小随物体浸入液体中的体积的增大而 （选填“增大”或“减小”）。 （6）实验时应先测物体的重力，再放入水中测浮力，改变操作先后顺序会使浮力的测量结果偏 （选填“大”或“小”）。 （7）下图中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图象是 。

A B C D （8）通过图中提供的实验数据，计算出金属块的体积为 m3，圆柱体的密度为 kg/m3。（取g=10N/kg） （9）小明想探究“物体受到浮力的大小与其形状是否有关”。他找来薄铁片、烧杯和水进行实验。实验步骤如下： 步骤一：将铁片放入盛水的烧杯中，铁片下沉至杯底； 步骤二：将铁片弯成“碗状”再放入水中，它漂浮在水面上。 ①通过分析可知,第一次铁片受到的浮力 第二次铁片受到的浮力（选填 “大于”、“等于”或“小于”）； ②小明得出：物体受到浮力的大小与其形状有关。小明得出错误结论的原因是： 他只关注了铁片 的改变，忽视了 对浮力大小的 影响。 答案： （1）4.8； （2）有关； （3）丁、戊； （4）将弹簧测力计固定在铁架台上； （5）乙、丙； （6）大； （7）B； （8）2.8×10-4；2.4×103； （9）①小于；形状；排开液体体积

实验七 《验证阿基米德原理》 ▲ 核心考点 1.主要实验器材：弹簧测力计、物体（液物）、溢水杯、小桶、细线、水、盐水； 2.测量浮力的原理：称重法（拉浮FGF）；测量重力的方法：差值法。 3.实验步骤： 探究1：物体所受浮力的测量： 先用弹簧测力计测出物体的重力G，再把物体浸没在液体中，读出测力计的示数F，则浮力的大小浮F= 。 探究2：物体排开液体所受重力的测量： 先用弹簧测力计测出空桶的重力G1，在用弹簧测力计测出小桶和排开液体的总重力G2，则排开液体的重力G液= 。 换用不同的液体、不同的物体进行多次实验。 注意：溢水杯应装满水，保证物体排开的液体全部流入小桶。 实验记录

物重G/N物块浸入水中后测力计的读数F/N物块排开的水受到的重力G/N浮力

小桶所受的重力/N空桶和排开

水重G2/N排422132

5.63.22.413.42.46.23.62.613.62.6

【分析和论证】略 【实验结论】 浸在液体中物体受到的浮力，大小等于它排开的液体所受到的重力，用公式表示为

排浮

GF

【交流与讨论】