问题探究:人在水中会沉下去,却可躺在含盐浓度高的死海看书[如图(甲)]。将空的饮料罐按入装满水的桶中[如图(乙)],在空饮料罐全部没入水中前,随着按压深度增加,你会感到需要的力越来越大。你知道原因吗?

(甲) (乙)
探究浮力大小与哪些因素有关
1. 实验方法:
2. 实验结论:物体在液体中所受浮力的大小不仅与
[注意](1)“物体排开液体的体积”是指物体浸入液体的体积,等于物体浸在液面下的体积。
(2)浮力大小与物体排开液体的体积有关,不能理解为与物体浸入液体的深度有关。
(甲) (乙)
探究浮力大小与哪些因素有关
1. 实验方法:
控制变量法
。2. 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。 物体排开液体的体积
越大、液体的密度
越大,浮力就越大。[注意](1)“物体排开液体的体积”是指物体浸入液体的体积,等于物体浸在液面下的体积。
(2)浮力大小与物体排开液体的体积有关,不能理解为与物体浸入液体的深度有关。
答案
1. 控制变量法
2. 液体的密度 物体排开液体的体积 浸没在液体中的深度 物体排开液体的体积 液体的密度
2. 液体的密度 物体排开液体的体积 浸没在液体中的深度 物体排开液体的体积 液体的密度
解析
【分析】
本题通过死海漂浮和按饮料罐的实例探究浮力大小的影响因素,由于浮力可能受多个因素影响,需采用控制变量法,逐一分析各因素对浮力的作用,结合实验现象推导结论。
【解析】
1. 探究浮力与多个因素的关系时,需控制其他因素不变,只改变一个研究因素,因此实验方法为控制变量法。
2. 分析实例:死海含盐浓度高(液体密度大),人能漂浮,说明浮力与液体密度有关;按饮料罐未完全浸没时,深度增加,排开液体体积变大,所需力变大,说明浮力与物体排开液体的体积有关;饮料罐完全浸没后,深度增加但浮力不变,说明浮力与浸没深度无关。因此,物体所受浮力大小与液体的密度、物体排开液体的体积有关,与浸没在液体中的深度无关;物体排开液体的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
【答案】
1. 控制变量法;2. 液体的密度;物体排开液体的体积;浸没在液体中的深度;物体排开液体的体积;液体的密度
【知识点】
浮力影响因素、控制变量法
【点评】
本题结合生活实例考查浮力的影响因素,核心是掌握控制变量法的应用,明确浮力与排开液体体积、液体密度有关,与浸没深度无关,是浮力部分的基础题型。
【难度系数】
0.6
本题通过死海漂浮和按饮料罐的实例探究浮力大小的影响因素,由于浮力可能受多个因素影响,需采用控制变量法,逐一分析各因素对浮力的作用,结合实验现象推导结论。
【解析】
1. 探究浮力与多个因素的关系时,需控制其他因素不变,只改变一个研究因素,因此实验方法为控制变量法。
2. 分析实例:死海含盐浓度高(液体密度大),人能漂浮,说明浮力与液体密度有关;按饮料罐未完全浸没时,深度增加,排开液体体积变大,所需力变大,说明浮力与物体排开液体的体积有关;饮料罐完全浸没后,深度增加但浮力不变,说明浮力与浸没深度无关。因此,物体所受浮力大小与液体的密度、物体排开液体的体积有关,与浸没在液体中的深度无关;物体排开液体的体积越大、液体的密度越大,浮力就越大。
【答案】
1. 控制变量法;2. 液体的密度;物体排开液体的体积;浸没在液体中的深度;物体排开液体的体积;液体的密度
【知识点】
浮力影响因素、控制变量法
【点评】
本题结合生活实例考查浮力的影响因素,核心是掌握控制变量法的应用,明确浮力与排开液体体积、液体密度有关,与浸没深度无关,是浮力部分的基础题型。
【难度系数】
0.6
[典例]小渝和同学们利用一长方体物块来探究影响浮力大小的因素。

(1)将物块竖放后挂在弹簧测力计上,测出物块的重力为2.7 N,然后将物块部分浸入水中,当弹簧测力计示数如图(甲)所示时,浮力为
(2)接下来小渝继续实验,由(甲)、(乙)、(丙)的数据可知:在同种液体中,
(3)然后将物块浸没在盐水中如图(戊)所示,分析数据可知:浮力大小与液体的
(4)同组的小王还想进一步探究:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关?于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下,让物体部分浸在水中,使其浸入水中的
(1)将物块竖放后挂在弹簧测力计上,测出物块的重力为2.7 N,然后将物块部分浸入水中,当弹簧测力计示数如图(甲)所示时,浮力为
0.3
N。(2)接下来小渝继续实验,由(甲)、(乙)、(丙)的数据可知:在同种液体中,
物体排开液体的体积越大,所受的浮力越大
。(3)然后将物块浸没在盐水中如图(戊)所示,分析数据可知:浮力大小与液体的
密度
有关。(4)同组的小王还想进一步探究:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度是否有关?于是他将物块横放后挂在弹簧测力计下,让物体部分浸在水中,使其浸入水中的
体积
与图(乙)相同,弹簧测力计示数为2.0 N,与(乙)图数据对比,小王得出结论:物体在浸没前,浮力大小与物体浸在液体中的深度无关。答案
1. 0.3
2. 物体排开液体的体积越大,所受的浮力越大
3. 密度
4. 体积
2. 物体排开液体的体积越大,所受的浮力越大
3. 密度
4. 体积
解析
【分析】
解决本题需结合称重法测浮力,利用控制变量法分析实验:第(1)问用重力减去弹簧测力计示数求浮力;第(2)、(3)问通过对比实验中不变量和变化量,结合浮力公式推导结论;第(4)问探究浸没前浮力与深度的关系,需控制排开液体体积相同,保证变量唯一。
【解析】
(1) 图甲中弹簧测力计分度值为0.1N,示数为2.4N,根据称重法,浮力$ F_{浮}=G-F_{拉}=2.7N-2.4N=0.3N $。
(2) 甲、乙、丙中液体均为水(同种液体),物块排开液体体积逐渐增大,弹簧测力计示数逐渐减小,由$ F_{浮}=G-F_{拉} $可知浮力逐渐增大,因此结论:同种液体中,物体排开液体的体积越大,所受浮力越大。
(3) 丁、戊中物块均浸没,排开液体体积相同,液体密度不同,弹簧测力计示数不同(浮力不同),说明浮力大小与液体密度有关。
(4) 探究浸没前浮力与深度的关系,需控制排开液体体积相同,改变浸入深度,因此横放物块时,要使其浸入水中的体积与图乙相同。
【答案】
1. 0.3
2. 物体排开液体的体积越大,所受的浮力越大
3. 密度
4. 体积
【知识点】
浮力计算、影响浮力的因素、控制变量法
【点评】
本题是浮力实验探究题,核心考查称重法测浮力和控制变量法的应用,需学生理解实验设计的逻辑,掌握浮力相关规律,属于浮力部分的基础题型。
【难度系数】
0.5
解决本题需结合称重法测浮力,利用控制变量法分析实验:第(1)问用重力减去弹簧测力计示数求浮力;第(2)、(3)问通过对比实验中不变量和变化量,结合浮力公式推导结论;第(4)问探究浸没前浮力与深度的关系,需控制排开液体体积相同,保证变量唯一。
【解析】
(1) 图甲中弹簧测力计分度值为0.1N,示数为2.4N,根据称重法,浮力$ F_{浮}=G-F_{拉}=2.7N-2.4N=0.3N $。
(2) 甲、乙、丙中液体均为水(同种液体),物块排开液体体积逐渐增大,弹簧测力计示数逐渐减小,由$ F_{浮}=G-F_{拉} $可知浮力逐渐增大,因此结论:同种液体中,物体排开液体的体积越大,所受浮力越大。
(3) 丁、戊中物块均浸没,排开液体体积相同,液体密度不同,弹簧测力计示数不同(浮力不同),说明浮力大小与液体密度有关。
(4) 探究浸没前浮力与深度的关系,需控制排开液体体积相同,改变浸入深度,因此横放物块时,要使其浸入水中的体积与图乙相同。
【答案】
1. 0.3
2. 物体排开液体的体积越大,所受的浮力越大
3. 密度
4. 体积
【知识点】
浮力计算、影响浮力的因素、控制变量法
【点评】
本题是浮力实验探究题,核心考查称重法测浮力和控制变量法的应用,需学生理解实验设计的逻辑,掌握浮力相关规律,属于浮力部分的基础题型。
【难度系数】
0.5
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