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9. (2023·烟台)某实验小组为了研究浮力大小与物体排开液体重力的关系,进行了下面的实验,如图所示：
(1)实验过程中,利用哪些步骤能够计算出物体所受的浮力大小？________。哪些能够计算出物体排开液体的重力大小？________。(用图中的序号表示)
(2)通过实验数据可以发现,浮力大小与物体排开的液体所受的重力有什么关系？________。
(3)为了使结论具有普遍性,该小组还应该进行怎样的操作？________。
(4)另外一个小组进行实验后,发现浮力大小与物体排开液体重力不相等,在排除误差因素的情况下,出现这个结果的原因可能是什么？(写出一条即可)______。
(1)实验过程中,利用哪些步骤能够计算出物体所受的浮力大小？________。哪些能够计算出物体排开液体的重力大小？________。(用图中的序号表示)
(2)通过实验数据可以发现,浮力大小与物体排开的液体所受的重力有什么关系？________。
(3)为了使结论具有普遍性,该小组还应该进行怎样的操作？________。
(4)另外一个小组进行实验后,发现浮力大小与物体排开液体重力不相等,在排除误差因素的情况下,出现这个结果的原因可能是什么？(写出一条即可)______。
答案
②和③
①和④
浮力大小与物体排开液体所受的重力相等
换用不同的液体和物体
多次实验
烧杯中的水没有
装满
①和④
浮力大小与物体排开液体所受的重力相等
换用不同的液体和物体
多次实验
烧杯中的水没有
装满
解析
【解析】
(1) 根据称重法测浮力公式$F_{浮}=G-F_{示}$，需用步骤②测出物体重力，步骤③测出物体浸没时弹簧测力计示数，以此计算浮力；物体排开液体的重力等于桶与排开液体总重力减去空桶重力，因此需要步骤①和④。
(2) 计算可知：$F_{浮}=2.0N - 1.5N = 0.5N$，$G_{排}=1.0N - 0.5N = 0.5N$，故浮力大小与物体排开液体所受的重力相等。
(3) 为使实验结论具有普遍性，应换用不同的液体和物体，进行多次实验。
(4) 若烧杯中的水没有装满，部分排开的液体留在烧杯壁上，未全部流入小桶，会导致测得的排开液体重力偏小，出现浮力与排开液体重力不相等的情况。
【答案】
(1) ②和③；①和④
(2) 浮力大小与物体排开液体所受的重力相等
(3) 换用不同的液体和物体，多次实验
(4) 烧杯中的水没有装满
【知识点】
称重法测浮力；阿基米德原理；实验结论普遍性
【点评】
本题考查阿基米德原理的实验探究，需掌握实验原理、步骤及结论普遍性的探究方法，同时能分析实验异常问题。
【难度系数】
0.7
(1) 根据称重法测浮力公式$F_{浮}=G-F_{示}$，需用步骤②测出物体重力，步骤③测出物体浸没时弹簧测力计示数，以此计算浮力；物体排开液体的重力等于桶与排开液体总重力减去空桶重力，因此需要步骤①和④。
(2) 计算可知：$F_{浮}=2.0N - 1.5N = 0.5N$，$G_{排}=1.0N - 0.5N = 0.5N$，故浮力大小与物体排开液体所受的重力相等。
(3) 为使实验结论具有普遍性，应换用不同的液体和物体，进行多次实验。
(4) 若烧杯中的水没有装满，部分排开的液体留在烧杯壁上，未全部流入小桶，会导致测得的排开液体重力偏小，出现浮力与排开液体重力不相等的情况。
【答案】
(1) ②和③；①和④
(2) 浮力大小与物体排开液体所受的重力相等
(3) 换用不同的液体和物体，多次实验
(4) 烧杯中的水没有装满
【知识点】
称重法测浮力；阿基米德原理；实验结论普遍性
【点评】
本题考查阿基米德原理的实验探究，需掌握实验原理、步骤及结论普遍性的探究方法，同时能分析实验异常问题。
【难度系数】
0.7
10. (2023·怀化)物理实验室里,同学们正在认真地完成“探究浮力的大小跟排开液体重力的关系”的实验。小明将重 5 N 的物体浸没水中后,弹簧测力计的示数如图所示。($\rho_{水}= 1.0×10^{3}kg/m^{3}$,$g$取 10 N/kg)
(1)求水对物体浮力大小。
(2)求该物体的体积。
(1)求水对物体浮力大小。
(2)求该物体的体积。
答案
(1) 由图知，弹簧测力计的分度值为0.2 N，物体浸没在水中静止时测力计的示数$F_{\mathrm{示}}=2.6\ \mathrm{N}$，则物体受到的浮力：
$ F_{\mathrm{浮}}=G-F_{\mathrm{示}}=5\ \mathrm{N}-2.6\ \mathrm{N}=2.4\ \mathrm{N}$
(2) 物体浸没在水中时排开水的体积和自身的体积相等，由$F_{\mathrm{浮}}=\rho gV_{\mathrm{排}}$得，该物体的体积：
$ V=V_{\mathrm{排}}=\frac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho_{\mathrm{水}} g}=\frac{2.4\ \mathrm{N}}{1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}}=2.4×10^{-4}\ \mathrm{m}^{3}$
$ F_{\mathrm{浮}}=G-F_{\mathrm{示}}=5\ \mathrm{N}-2.6\ \mathrm{N}=2.4\ \mathrm{N}$
(2) 物体浸没在水中时排开水的体积和自身的体积相等，由$F_{\mathrm{浮}}=\rho gV_{\mathrm{排}}$得，该物体的体积：
$ V=V_{\mathrm{排}}=\frac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho_{\mathrm{水}} g}=\frac{2.4\ \mathrm{N}}{1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}}=2.4×10^{-4}\ \mathrm{m}^{3}$
解析
【解析】
(1) 由图可知弹簧测力计的分度值为0.2N，物体浸没在水中时测力计的示数$F_{\mathrm{示}}=2.6\ \mathrm{N}$，根据称重法测浮力公式$F_{\mathrm{浮}}=G-F_{\mathrm{示}}$，代入数据得：
$F_{\mathrm{浮}}=5\ \mathrm{N}-2.6\ \mathrm{N}=2.4\ \mathrm{N}$
(2) 物体浸没在水中时，$V=V_{\mathrm{排}}$，根据阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}$变形得：
$V=V_{\mathrm{排}}=\frac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho_{\mathrm{水}}g}=\frac{2.4\ \mathrm{N}}{1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}}=2.4×10^{-4}\ \mathrm{m}^{3}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{2.4\ \mathrm{N}}$
(2) $\boldsymbol{2.4×10^{-4}\ \mathrm{m}^{3}}$
【知识点】
称重法测浮力、阿基米德原理
【点评】
本题考查称重法测浮力和阿基米德原理的应用，解题关键是正确读取弹簧测力计的示数，熟练掌握相关公式及变形。
【难度系数】
0.8
(1) 由图可知弹簧测力计的分度值为0.2N，物体浸没在水中时测力计的示数$F_{\mathrm{示}}=2.6\ \mathrm{N}$，根据称重法测浮力公式$F_{\mathrm{浮}}=G-F_{\mathrm{示}}$，代入数据得：
$F_{\mathrm{浮}}=5\ \mathrm{N}-2.6\ \mathrm{N}=2.4\ \mathrm{N}$
(2) 物体浸没在水中时，$V=V_{\mathrm{排}}$，根据阿基米德原理$F_{\mathrm{浮}}=\rho_{\mathrm{水}}gV_{\mathrm{排}}$变形得：
$V=V_{\mathrm{排}}=\frac{F_{\mathrm{浮}}}{\rho_{\mathrm{水}}g}=\frac{2.4\ \mathrm{N}}{1.0×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}×10\ \mathrm{N/kg}}=2.4×10^{-4}\ \mathrm{m}^{3}$
【答案】
(1) $\boldsymbol{2.4\ \mathrm{N}}$
(2) $\boldsymbol{2.4×10^{-4}\ \mathrm{m}^{3}}$
【知识点】
称重法测浮力、阿基米德原理
【点评】
本题考查称重法测浮力和阿基米德原理的应用，解题关键是正确读取弹簧测力计的示数，熟练掌握相关公式及变形。
【难度系数】
0.8
11. (2024·江西)如图所示,水平桌面上的平底薄壁容器(重力忽略不计)底面积为 0.01 m^2,容器内盛有质量为 4 kg 的水。一实心木块漂浮在水面上,木块的质量为 0.6 kg,体积为$1×10^{-3}m^{3}$。$g$取 10 N/kg,求：
(1)木块的密度。
(2)木块受到的重力。
(3)木块受到的浮力。
(4)此时容器对水平桌面的压强。
(1)木块的密度。
(2)木块受到的重力。
(3)木块受到的浮力。
(4)此时容器对水平桌面的压强。
答案
$(1) \rho_{\mathrm{木}}=\frac{m_{\mathrm{木}}}{V_{\mathrm{木}}}=\frac{0.6\ \mathrm{kg}}{1×10^{-3}\ \mathrm{m}^{3}}=0.6×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$
$ (2) G_{\mathrm{木}}=m_{\mathrm{木}} g=0.6\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6\ \mathrm{N}$
(3) 木块漂浮：$F_{\mathrm{浮}}=G_{\mathrm{木}}=6\ \mathrm{N}$
$ (4) F=G_{\mathrm{总}}=m_{\mathrm{总}} g=(m_{\mathrm{水}}+m_{\mathrm{木}})g=(4\ \mathrm{kg}+0.6\ \mathrm{kg})×10\ \mathrm{N/kg}=46\ \mathrm{N}$
$ p=\frac{F}{S}=\frac{46\ \mathrm{N}}{0.01\ \mathrm{m}^{2}}=4.6×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
$ (2) G_{\mathrm{木}}=m_{\mathrm{木}} g=0.6\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6\ \mathrm{N}$
(3) 木块漂浮：$F_{\mathrm{浮}}=G_{\mathrm{木}}=6\ \mathrm{N}$
$ (4) F=G_{\mathrm{总}}=m_{\mathrm{总}} g=(m_{\mathrm{水}}+m_{\mathrm{木}})g=(4\ \mathrm{kg}+0.6\ \mathrm{kg})×10\ \mathrm{N/kg}=46\ \mathrm{N}$
$ p=\frac{F}{S}=\frac{46\ \mathrm{N}}{0.01\ \mathrm{m}^{2}}=4.6×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
解析
【解析】
(1) 根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，木块的密度：
$\rho_{\mathrm{木}}=\frac{m_{\mathrm{木}}}{V_{\mathrm{木}}}=\frac{0.6\ \mathrm{kg}}{1×10^{-3}\ \mathrm{m}^{3}}=0.6×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$
(2) 根据重力公式$G=mg$，木块受到的重力：
$G_{\mathrm{木}}=m_{\mathrm{木}} g=0.6\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6\ \mathrm{N}$
(3) 木块漂浮在水面上，根据漂浮条件，浮力等于重力，即：
$F_{\mathrm{浮}}=G_{\mathrm{木}}=6\ \mathrm{N}$
(4) 容器重力忽略不计，容器对水平桌面的压力等于水和木块的总重力：
$F=G_{\mathrm{总}}=(m_{\mathrm{水}}+m_{\mathrm{木}})g=(4\ \mathrm{kg}+0.6\ \mathrm{kg})×10\ \mathrm{N/kg}=46\ \mathrm{N}$
再根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，容器对桌面的压强：
$p=\frac{F}{S}=\frac{46\ \mathrm{N}}{0.01\ \mathrm{m}^{2}}=4.6×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
【答案】
(1) $0.6×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$
(2) $6\ \mathrm{N}$
(3) $6\ \mathrm{N}$
(4) $4.6×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
【知识点】
密度与重力计算、漂浮条件、固体压强计算
【点评】
本题是力学综合计算题，涵盖密度、重力、浮力、固体压强的计算，需熟练运用相关公式及漂浮条件，理清各物理量的关系，难度适中。
【难度系数】
0.7
(1) 根据密度公式$\rho=\frac{m}{V}$，木块的密度：
$\rho_{\mathrm{木}}=\frac{m_{\mathrm{木}}}{V_{\mathrm{木}}}=\frac{0.6\ \mathrm{kg}}{1×10^{-3}\ \mathrm{m}^{3}}=0.6×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$
(2) 根据重力公式$G=mg$，木块受到的重力：
$G_{\mathrm{木}}=m_{\mathrm{木}} g=0.6\ \mathrm{kg}×10\ \mathrm{N/kg}=6\ \mathrm{N}$
(3) 木块漂浮在水面上，根据漂浮条件，浮力等于重力，即：
$F_{\mathrm{浮}}=G_{\mathrm{木}}=6\ \mathrm{N}$
(4) 容器重力忽略不计，容器对水平桌面的压力等于水和木块的总重力：
$F=G_{\mathrm{总}}=(m_{\mathrm{水}}+m_{\mathrm{木}})g=(4\ \mathrm{kg}+0.6\ \mathrm{kg})×10\ \mathrm{N/kg}=46\ \mathrm{N}$
再根据压强公式$p=\frac{F}{S}$，容器对桌面的压强：
$p=\frac{F}{S}=\frac{46\ \mathrm{N}}{0.01\ \mathrm{m}^{2}}=4.6×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
【答案】
(1) $0.6×10^{3}\ \mathrm{kg/m}^{3}$
(2) $6\ \mathrm{N}$
(3) $6\ \mathrm{N}$
(4) $4.6×10^{3}\ \mathrm{Pa}$
【知识点】
密度与重力计算、漂浮条件、固体压强计算
【点评】
本题是力学综合计算题，涵盖密度、重力、浮力、固体压强的计算，需熟练运用相关公式及漂浮条件，理清各物理量的关系，难度适中。
【难度系数】
0.7
