專題訓(xùn)練（九）探究影響浮力大小的因素及阿基米德原理

學(xué)習(xí)目標(biāo)

1.通過(guò)實(shí)驗(yàn)和觀察，探究物體形狀、密度、體積以及液體密度等因素如何影響浮力大小。

2.掌握驗(yàn)證阿基米德原理的實(shí)驗(yàn)方法，包括實(shí)驗(yàn)器材的選擇、實(shí)驗(yàn)步驟的制定、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的記錄和處理等。他

們應(yīng)能夠獨(dú)立完成實(shí)驗(yàn)，并準(zhǔn)確地收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)。

3.經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)操作，能夠提升實(shí)驗(yàn)技能，包括精確測(cè)量、正確操作實(shí)驗(yàn)器材、合理設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)步驟等。這些技能對(duì)

于未來(lái)的科學(xué)研究和實(shí)踐應(yīng)用都是非常重要的。

4.學(xué)會(huì)對(duì)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析和比較，找出實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)測(cè)之間的關(guān)系，從而驗(yàn)證阿基米德原理的正確性。

同時(shí)，他們也需要能夠分析實(shí)驗(yàn)中可能出現(xiàn)的誤差，提出改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法的建議。

5.在驗(yàn)證阿基米德原理的過(guò)程中，學(xué)生需要保持科學(xué)的態(tài)度，尊重實(shí)驗(yàn)事實(shí)，勇于面對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果與理論預(yù)測(cè)之

間的差異，并嘗試找出原因。這種科學(xué)精神是進(jìn)行科學(xué)研究和探索的重要基礎(chǔ)。

專題解讀

一、探究影響浮力大小的因素

首先，液體的密度是影響浮力大小的關(guān)鍵因素。根據(jù)阿基米德原理，浮力的大小等于物體所排開(kāi)液體的重力。因此,

液體的密度越大，物體排開(kāi)相同體積的液體所受到的重力就越大，從而浮力也就越大。

其次，物體排開(kāi)液體的體積也是影響浮力大小的重要因素。當(dāng)物體完全浸入液體中時(shí)，它所排開(kāi)的液體體積就是它

自身的體積。排開(kāi)的液體體積越大，浮力也就越大。這一點(diǎn)可以通過(guò)觀察不同體積的物體在相同密度的液體中受到的浮

力大小來(lái)驗(yàn)證。

然而，值得注意的是，浮力的大小與物體的形狀、密度、浸沒(méi)在液體中的深度以及物體在液體中是否運(yùn)動(dòng)等因素?zé)o

關(guān)。這是因?yàn)楦×κ怯梢后w對(duì)物體上下表面的壓力差產(chǎn)生的，而這些因素并不會(huì)改變壓力差的大小。

為了更好地理解這些影響因素，我們可以通過(guò)實(shí)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行探究。例如，可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)比較不同密度和體積的物體

在相同液體中受到的浮力大小，從而驗(yàn)證液體密度和排開(kāi)液體體積對(duì)浮力大小的影響。同時(shí)，也可以設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)來(lái)觀察物

體在液體中不同深度和運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下受到的浮力大小，從而驗(yàn)證其他因素對(duì)浮力大小的影響。

總之，探究影響浮力大小的因素是理解浮力概念和原理的重要途徑。通過(guò)深入學(xué)習(xí)和實(shí)踐，我們可以更好地掌握浮

力的規(guī)律和應(yīng)用，為未來(lái)的科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用打下堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。

二、驗(yàn)證阿基米德原理

首先，我們要明確阿基米德原理的具體內(nèi)容。它指出，一個(gè)物體在靜止的液體中受到的浮力大小等于它所排開(kāi)

的液體的重力。這個(gè)原理可以用公式表示為：F^G排，其中F浮表示浮力，G排表示排開(kāi)液體的重力。

其次，我們需要了解如何驗(yàn)證這一原理。實(shí)驗(yàn)是驗(yàn)證物理原理的重要手段之一。在驗(yàn)證阿基米德原理的實(shí)驗(yàn)中，

我們可以采用稱重法來(lái)測(cè)量浮力的大小。具體步驟包括：將物體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，記錄測(cè)力計(jì)的示數(shù)日將物體

浸入液體中，記錄此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)F2；根據(jù)兩次示數(shù)的差值計(jì)算出物體所受的浮力F^Fi-Fz。同時(shí)，我們還需要

測(cè)量物體排開(kāi)液體的重力G排，可以通過(guò)測(cè)量排開(kāi)液體的質(zhì)量和重力加速度來(lái)計(jì)算。

在實(shí)驗(yàn)中，我們會(huì)觀察到浮力的大小與排開(kāi)液體的重力相等，從而驗(yàn)證了阿基米德原理的正確性。這一原理不

僅適用于液體，也適用于氣體。

通過(guò)驗(yàn)證阿基米德原理的實(shí)驗(yàn)，我們可以深入理解浮力的產(chǎn)生原因和影響因素。同時(shí)，這一原理在實(shí)際應(yīng)用中

也具有重要意義。例如，在船舶設(shè)計(jì)、潛水器浮沉控制、浮力測(cè)量等方面都需要應(yīng)用阿基米德原理。

總之，驗(yàn)證阿基米德原理是理解浮力概念和原理的重要途徑。通過(guò)實(shí)驗(yàn)和理論相結(jié)合的方法，我們可以深入探

究浮力的本質(zhì)和應(yīng)用，為未來(lái)的科學(xué)研究和實(shí)際應(yīng)用提供有力的支持。

考向一：探究影響浮力大小的因素

1.（2023?湖北十堰?統(tǒng)考中考真題）如圖是小青"探究浮力大小跟哪些因素有關(guān)"的實(shí)驗(yàn)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)的大

小關(guān)系是：4>￡>6.

甲乙丙丁

（1）乙圖中物塊受浮力大小的表達(dá)式，耳孚乙=;

（2）小青比較甲、乙、丙三圖，得出浮力大小與深度有關(guān)的結(jié)論，有同學(xué)指出這個(gè)結(jié)論不可靠，原因是;

（3）如果實(shí)驗(yàn)中水的密度大于液體的密度，則彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)大小關(guān)系應(yīng)滿足瑪"（選填"大于"、"等

于"或"小于"）O

2.（2023?黑龍江哈爾濱?統(tǒng)考中考真題）在探究“浮力大小與什么因素有關(guān)"實(shí)驗(yàn)中：

（1）東寶測(cè)量物體A在水中所受浮力的方法如圖，由圖可知，物體受到的重力為N,物體受到的浮力為一

N,浮力的方向是;

（2）偉鵬同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中獲得如下的數(shù)據(jù)，分析表中的數(shù)據(jù)能否得到浮力大小與物體排開(kāi)液體體積的定量關(guān)系?

若能，請(qǐng)寫(xiě)出主要分析過(guò)程（可省略計(jì)算步驟）及結(jié)論；若不能，請(qǐng)說(shuō)明理由_____。

實(shí)驗(yàn)次數(shù)浮力七/N液體密度盤(pán)（g/cn?）排開(kāi)液體體積。/cm3

10.40.850

20.90.9100

30.51.050

42.21.1200

50.61.250

3.（2023?甘肅蘭州?統(tǒng)考中考真題）小剛游泳時(shí)發(fā)現(xiàn)，人從淺水區(qū)走向深水區(qū)的過(guò)程中所受浮力逐漸變大。于

是他猜想浮力的大小可能與物體浸在液體中的深度有關(guān)。為了驗(yàn)證自己的猜想是否正確，他設(shè)計(jì)并完成了如圖甲所

示的實(shí)驗(yàn)，并將詳細(xì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在表格中。

」

」

一

N一

o|，h0

-=o”o

=-1!一E

L二h

=-2131

三E

3

=E.=-E2

I23-三-3,6NI2-B

=-33

4三=44

「4

E一-

5

5

-Z

-2.84

z

L.0

L.62

。

0..84

ABCD012345678910h/cm

甲乙

物塊下表面所處深度h/cm0123456789

彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)尸/N4.64.23.83.43.02.62.22.22.22.2

物塊所受浮力FJN00.40.81.62.02.42.42.42.4

（1）表格中所缺數(shù)據(jù)為，請(qǐng)?jiān)趫D乙中畫(huà)出浮力大小尸力物塊下表面所處深度〃之間的關(guān)系圖

像;

（2）分析上述實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)解釋人從淺水區(qū)走向深水區(qū)時(shí)浮力為什么會(huì)變大？

（3）由圖B和表中數(shù)據(jù)可知，物塊下表面受到水的壓強(qiáng)為Pa（AK=l-0xl03kg/m3）；

（4）為了繼續(xù)探究浮力的大小是否與液體密度有關(guān)，他應(yīng)該采取的操作是：o

4.（2023?黑龍江?統(tǒng)考中考真題）如圖所示是物理興趣小組探究"影響浮力大小的因索”的實(shí)驗(yàn)，根據(jù)他的實(shí)驗(yàn)

探究數(shù)據(jù)，請(qǐng)你回答下列問(wèn)題：（〃水=1.0x：L03kg/m3）

0

-^

N

a,6N

水

液

ABCDE

（1）由圖可知物體浸沒(méi)在水中受到的浮力F聲N；

（2）由圖ACD可知，浮力大小與物體浸沒(méi)深度（選填"無(wú)關(guān)"或"有關(guān)"）;

（3）分析此實(shí)驗(yàn)可得出：物體受到的浮力大小與和有關(guān)；

（4）經(jīng)進(jìn)一步計(jì)算可知物體體積憶=m3,物體的密度片kg/m3o

5.（2023?廣東?統(tǒng)考中考真題）在"探究浮力大小與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中；

甲

（1）觀察彈簧測(cè)力計(jì)的零刻度線、和分度值；調(diào)零時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)應(yīng)在_________（選填"豎直"或"水

平"）方向上調(diào)零；

（2）如題圖甲所示，在彈簧測(cè)力計(jì)下懸掛一個(gè)高為6cm的長(zhǎng)方體物塊（可塑），測(cè)出重力，將它緩慢浸入水

中，記錄懸停在A、B、C、D、E這五個(gè)位置彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)和深度九請(qǐng)根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，在圖乙中畫(huà)出物塊所受

浮力尸浮隨人變化的圖像；

（3）分析圖像可知：浸沒(méi)前，〃增加，F(xiàn)泮________；浸沒(méi)后，力增加，F(xiàn),,,；（均選填"變大""變小"

或"不變")

(4)若把此物塊捏成高為6cm的圓錐體，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。兩次實(shí)驗(yàn)所得的尸浮隨/!變化的圖像(選

填"相同"或"不同")；

(5)若繼續(xù)探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系，還需添加一種材料：o

考向二：驗(yàn)證阿基米德原理

6.(2022下?遼寧沈陽(yáng)?八年級(jí)沈陽(yáng)市第四十三中學(xué)校考期中)(一)小紅設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)來(lái)探究“浮力

的大小跟排開(kāi)液體所受重力的關(guān)系”。

H1N

?.510.5N

A

P

U

丙

(1)實(shí)驗(yàn)的最佳順序是;

(2)物塊A的密度為g/cm3；

(3)小紅利用上述實(shí)驗(yàn)中的器材和木塊，探究"漂浮在液面上的物體所受浮力的大小是否遵循阿基米德理"，

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中步驟不需要彈簧測(cè)力計(jì)。(甲、乙、丙、丁)

(二)物理興趣小組的小明同學(xué)想到，用排水法測(cè)某實(shí)心金屬塊的密度實(shí)驗(yàn)器材有小空桶、溢水杯、燒杯、量

筒和水實(shí)驗(yàn)步驟如下：

①讓小空桶漂浮在盛滿水的溢水杯中，如圖甲；

②將金屬塊浸沒(méi)在水中，測(cè)得溢出水的體積為20mL,如圖乙；

③將燒杯中20mL水倒掉，從水中取出金屬塊，如圖丙；

④將金屬塊放入小空桶，小空桶仍漂浮在水面，測(cè)得此時(shí)溢出水的體積為34mL,如圖丁請(qǐng)回答下列問(wèn)題：

(1)小明可得被測(cè)金屬塊的密度是kg/m3；

(2)圖甲、圖乙和圖丁三個(gè)相比，溢水杯對(duì)桌子的壓力是(選填"甲大"或"乙大"或"丁大"或"相等")；

(3)在實(shí)驗(yàn)步驟③和④中，將沾有水的金屬塊放入小空桶，測(cè)出的金屬塊密度將(填"偏大""不變"或

"偏小")。

7.(2023下?山東德州?八年級(jí)?？茧A段練習(xí))小紅設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)來(lái)探究"浮力的大小跟排開(kāi)液體所受

重力的關(guān)系”;

甲乙丙丁

(1)實(shí)驗(yàn)的最佳順序是;

A.甲、乙、丙、丁

B.丁、甲、乙、丙

C.乙、甲、丁、丙

(2)圖乙中物體受到的浮力是N；通過(guò)實(shí)驗(yàn)可得到的結(jié)論是：浸在液體中的物體，受到的浮力大小

等于它;

(3)設(shè)從左到右彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為尸八6、B、F4,則可通過(guò)等式(用B、B、巳、K表示)

來(lái)驗(yàn)證阿基米德定律；

(4)以下情況會(huì)影響結(jié)論的是；

A.圖乙中水面未到達(dá)溢水杯的溢水口B.圖乙中物體未全部浸沒(méi)在水中

(5)將圖乙中的水換成酒精(品精=0.8xl03kg/mD,物體受到的浮力；(選填"變大"、"變小"或"不

變")

(6)小紅利用上述實(shí)驗(yàn)中的器材和木塊，探究"漂浮在液面上的物體所受浮力的大小是否遵循阿基米德原理”,

實(shí)驗(yàn)過(guò)程中步驟不需要彈簧測(cè)力計(jì)。(選填"甲"、"乙"、"丙"或"丁")

8.(2023下?遼寧沈陽(yáng)?八年級(jí)沈陽(yáng)市第四十三中學(xué)?？计谥?如圖，圖1是小明同學(xué)驗(yàn)證阿基米德原現(xiàn)的實(shí)驗(yàn)

過(guò)程圖，彈簧測(cè)力計(jì)花A、B、C、D四個(gè)步驟中的讀數(shù)分別為G空桶=1N、耳=2N、G物=3N、g=2N,

/?*=1.0xl03kg/m3,g取10N/kg。

二

-

-

-三

-

-三

-

-

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-

-

-三

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（填序

序?yàn)?/p>

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減小

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桶表示

、G空

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、耳

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的關(guān)系

足

結(jié)果滿

的測(cè)量

實(shí)驗(yàn)中

序，當(dāng)

作順

的操

合理

照最

（2）按

；

理成立

米德原

明阿基

；

母）

填字

（只

的是

結(jié)果

驗(yàn)證

影響

以下

作，

序操

理順

最合

（3）按

水

未裝滿

水杯內(nèi)

B中溢

A.圖

水中

浸沒(méi)在

金塊未

B中合

B.圖

水

有少量

小桶內(nèi)

A中

C.圖

3

究

塊，探

和木

器材

中的

實(shí)驗(yàn)

上述

利用

小紅

o若

g/m