專題08 探究浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系-2024-2025學(xué)年八年級(jí)物理下冊(cè)教材實(shí)驗(yàn)大盤點(diǎn)（人教版2024）

PAGE1實(shí)驗(yàn)08探究浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系實(shí)驗(yàn)：探究浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹框?yàn)證阿基米德原理，探究浮力大小與物體排開液體所受重力的關(guān)系（）?！緦?shí)驗(yàn)器材】彈簧測(cè)力計(jì)、物體（ρ物＞ρ液）、溢水杯、小桶、水、鹽水等?！具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)與收集證據(jù)】（1）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出小桶的重力G桶；（2）用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出物體的重力G物；（3）將溢水杯裝滿水，再將小桶放在溢水杯的溢水口下，使溢出的水剛好能流入小桶；（4）將物體慢慢放入水中，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，則物體受到的浮力F浮=G物-F；（5）測(cè)出小桶和排開的水所受的總重力G總，則排開的水所受重力G排=G總-G桶；（6）換用不同質(zhì)量的物體，重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)步驟，再做幾次，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)填入表格中。實(shí)驗(yàn)次數(shù)G桶/NG物/NF/NF浮/NG總/NG排/N123【注意事項(xiàng)】（1）溢水杯必須裝滿水，確保排開的水全部流出。（2）物體浸入要緩慢，避免水濺出或測(cè)力計(jì)讀數(shù)不穩(wěn)。（3）避免物體觸碰杯壁或杯底，否則會(huì)引入額外支持力，導(dǎo)致浮力測(cè)量偏大。（4）排開水的體積測(cè)量要精確，使用量筒時(shí)視線與液面凹處平齊?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于它排開的液體所受的重力?！镜淅?】下列A、B、C、D四幅圖是“探究浮力的大小與排開水所受重力關(guān)系”的過程情景，請(qǐng)根據(jù)圖示完成下面的填空。（1）實(shí)驗(yàn)中的所用圓柱體的重力為4N。（2）在情景圖B中存在的錯(cuò)誤是溢水杯未注滿水。（3）糾正錯(cuò)誤后，繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，在情景C中，圓柱受到的浮力F?。?N。（4）圓柱體排開的水所受的重力G排＝1N。（5）實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：浸在水中的物體受到的浮力等于物體排開水所受到的重力。（6）糾正錯(cuò)誤后，圓柱體從剛接觸水面到全部浸沒水中，水對(duì)溢水杯底的壓強(qiáng)保持不變（選填“逐漸增大”、“逐漸減小”、“保持不變”）。解：（1）由圖B可知，實(shí)驗(yàn)中的所用圓柱體的重力為4N；（2）圓柱體放入水中前，溢水杯中的水應(yīng)該滿的，否則溢出水的體積將小于物體排開水的體積，所以，在情景圖B中存在的錯(cuò)誤是溢水杯未注滿水，應(yīng)改為在溢水杯中裝滿水；（3）由圖C可知，圓柱體浸沒在水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F＝3N，則圓柱受到的浮力：F?。紾﹣F＝4N﹣3N＝1N；（4）由圖D可知，小桶和水的總重力G總＝1.9N；由圖A可知，空小桶的重力G桶＝0.9N，則圓柱體排開水所受的重力：G排＝G總﹣G桶＝1.9N﹣0.9N＝1N；（5）由（3）（4）可知，浸在水中的物體受到的浮力等于物體排開水所受到的重力。（6）糾正錯(cuò)誤后，即溢水杯中的水應(yīng)該滿的，圓柱體從剛接觸水面到全部浸沒水中的過程，溢水杯中水的深度不變，由p＝ρgh可知，水對(duì)溢水杯底的壓強(qiáng)保持不變。答案：（1）4；（2）溢水杯未注滿水；（3）1；（4）1；（5）等于；（6）保持不變?！镜淅?】小明所在學(xué)習(xí)小組在驗(yàn)證“阿基米德定律”的實(shí)驗(yàn)中，選擇溢水杯、水、彈簧測(cè)力計(jì)、鐵塊、小桶、細(xì)線等器材進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，具體操作步驟如下：A．測(cè)出鐵塊所受重力G；B．測(cè)出空桶所受重力G1；C．將溢水杯中裝滿水；D．把掛在彈簧測(cè)力計(jì)下的鐵塊浸沒在水中，讓溢出的水全部流入小桶中，讀出測(cè)力計(jì)示數(shù)F；E．測(cè)出小桶和被排開水的總重G2；F．記錄分析數(shù)據(jù)，歸納總結(jié)實(shí)驗(yàn)結(jié)論，整理器材（1）以上步驟中，若得到G﹣F＝G2﹣G1（填寫題中對(duì)應(yīng)數(shù)據(jù)的字母），說明驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)是成功的。（2）若想測(cè)量小木板所受浮力和體積的大小，學(xué)習(xí)小組設(shè)計(jì)如圖的實(shí)驗(yàn)：現(xiàn)將小木塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，測(cè)力計(jì)示數(shù)為F1，再將定滑輪用吸盤固定在燒杯底（滑輪質(zhì)量不計(jì)），彈簧測(cè)力計(jì)通過定滑輪拉著木塊浸沒在水中靜止時(shí)，示數(shù)為F2，其中定滑輪的作用是改變力的方向，此時(shí)木塊所受浮力F?。紽1+F2，木塊的體積V木＝（用字母表示）解：（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)計(jì)算浮力與排開水的重力，浮力等于鐵塊重力G減去鐵塊浸沒在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F，即：F?。紾﹣F；排開水的重力G排等于桶與水的總重力G2減去空桶的重力G1，即：G排＝G2﹣G1；比較F浮與G排的大小關(guān)系可得：G﹣F＝G2﹣G1；（2）根據(jù)定滑輪的特點(diǎn)可知，使用定滑輪，不能省力，只能改變力的方向，所以彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為對(duì)木塊的拉力，圖中所示的木塊浸沒水中時(shí)木塊共受到重力、拉力、浮力三個(gè)力的作用，根據(jù)平衡力可知，浮力為：F浮＝F1+F2，根據(jù)F浮＝ρ水gV排可知，（3）木塊的體積為：V木＝V排＝＝。答案：（1）G﹣F＝G2﹣G1；（2）改變力的方向；F1+F2；?！居?xùn)練1】如圖所示，為了驗(yàn)證“阿基米德原理”，某同學(xué)做了如下實(shí)驗(yàn)：（1）如圖甲，在彈簧的下端掛一個(gè)小桶，小桶的下面吊一個(gè)石塊，記下彈簧伸長(zhǎng)后下端到達(dá)的位置O，將此時(shí)彈簧對(duì)小桶的拉力計(jì)為T1，小桶與石塊的總重記為G，則T1＝G（選填“＞”“＜”“＝”）；（2）如圖乙，在溢水杯中盛滿水，當(dāng)石塊浸沒在水中時(shí)，排出的水便流到旁邊的小水杯中，將排出的水的重力記為G排；（3）如圖丙所示，把小杯中的水全部倒入彈簧下方的小桶中，彈簧的下端又會(huì)到達(dá)原來的位置O，將此時(shí)彈簧對(duì)小桶的拉力記為T2，則T2＝T1（選填“＞”“＜”“＝”）；（4）通過對(duì)圖丙中小桶和石塊的受力分析，請(qǐng)推導(dǎo)石塊受到的浮力F浮與排出水的重力G排之間的關(guān)系T1＝G，T2＝G+G排﹣F浮，且T1＝T2，所以F?。紾排。（要求寫出推導(dǎo)過程）解：（1）彈簧對(duì)小桶的拉力計(jì)為T1，和小桶和石塊的總重是一對(duì)平衡力，大小相等，即T1＝G；（3）在兩個(gè)拉力的作用下，彈簧伸長(zhǎng)到相同的位置，起到相同的效果，所以這兩個(gè)拉力的關(guān)系是：T2＝T1；（4）甲圖中，T1＝G；丙圖中，T2＝G+G排﹣F??；因?yàn)門1＝T2，所以G＝G+G排﹣F浮，所以F浮＝G排。答案：（1）＝；（3）＝；（4）T1＝G，T2＝G+G排﹣F浮，且T1＝T2，所以F?。紾排?！居?xùn)練2】如圖所示是小芳同學(xué)探究“阿基米德原理”的實(shí)驗(yàn)，其中桶A為圓柱形（1）小沿同學(xué)用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)出了空桶A、B的重力，如圖甲、乙所示，則桶A重2N，桶B重1.6N（2）將空桶A輕放入盛滿水的溢水杯中，用桶B接住溢出的水，如圖丙所示。則空桶A受到的浮力為2N（3）測(cè)出桶B和溢出水的總重力，如圖丁所示，則桶A排開水的重力為2N（4）接著小芳同學(xué)往桶A中加入沙子進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，得到4組數(shù)據(jù)，表格如下，其中有明顯錯(cuò)誤的是第3次，實(shí)驗(yàn)中，隨著加入沙子越多，桶A浸入水中就越深（選填“深”或“淺”）次數(shù)1234桶A與沙子的總重量/N2.42.83.23.4桶B與水的總重量/N4.04.44.65.0（5）分析以上探究過程可以得到的結(jié)論是：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力大小等于該物體排開的液體受到的重力（6）小芳同學(xué)進(jìn)一步探究，她將裝有適量沙子的桶A分別放入水中和另一未知液體中，桶A浸入水中的深度為h1，浸入另一液體中的深度為h2，設(shè)水的密度為ρ水，則另一液體的密度表達(dá)式為ρ液＝（用題中所給和所測(cè)物理量的字母表示）解：（1）由圖知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，甲圖中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2N，即桶A重為2N，乙圖中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為1.6N，即桶B重為1.6N，（2）如圖丙，小桶A處于漂浮狀態(tài)，由物體漂浮的條件可知，小桶A受到的浮力與小桶的重力相同，即F?。紾A＝2N；（3）由圖丁可知，小桶B和排開的水的總重力為G總＝3.6N，所以，小桶A排開的水重：G排＝G總﹣G桶＝3.6N﹣1.6N＝2N；（4）由表格數(shù)據(jù)可知，桶A與沙子的總重量從2.4N增加到2.8N，增加量ΔG沙＝2.8N﹣2.4N＝0.4N；桶A與水的總重量從4N增加到4.4N，增加量ΔG水＝4.4N﹣4N＝0.4N；即ΔG沙＝ΔG水，而第3次實(shí)驗(yàn)中桶A與沙子的總重量從2.8N增加到3.2N，增加量ΔG沙＝3.2N﹣2.8N＝0.4N；桶A與水的總重量從4.4N增加到4.6N，增加量ΔG水＝4.6N﹣4.4N＝0.2N；即ΔG沙≠ΔG水，故錯(cuò)誤的是第3次，隨著加入沙子越多，桶A與沙子的總重力增大，因?yàn)槠?，所以浮力增大，由F?。溅阉甮V排可知，排開水的體積增大，則桶A浸入水中就越深。（5）由圖丙可知，空桶A受到的浮力為2N，該物體排開的液體受到的重力G排＝G總﹣G桶＝3.6N﹣1.6N＝2N；分析以上探究過程可以得到的結(jié)論是：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力大小等于該物體排開的液體受到的重力、（6）裝有適量沙子的桶A始終處于漂浮狀態(tài)，所受浮力等于本身的重力，則F浮水＝F浮液＝G，由于V排水＝SH，V排液＝Sh，根據(jù)F?。溅岩篻V排得：ρ水gSh1＝ρ液gSh2，所以ρ液＝。答案：（1）2；1.6；（2）2；（3）2；（4）3；深；（5）排開的液體受到的重力；（6）ρ液＝。1．（2024?濟(jì)南中考）小東在學(xué)習(xí)“阿基米德原理”時(shí)，發(fā)現(xiàn)老師研究的物體都是在液體里下沉的，于是他想用木塊驗(yàn)證“漂浮在液體中的物體所受浮力的大小F浮是否等于物體排開的液體所受重力的大小G排”。（1）小東在設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)時(shí)，通過推理得到了一種間接驗(yàn)證的方法。推理過程如下：因?yàn)槟緣K漂浮在水中，所以木塊所受浮力的大小F浮等于木塊所受重力的大小G木。若要驗(yàn)證F浮是否等于G排，只需驗(yàn)證木塊的重力G木是否等于G排，又因?yàn)镚＝mg，所以只需驗(yàn)證m木是否等于m排，于是，小東找來了電子秤（可直接顯示物體質(zhì)量）、溢水杯和小燒杯進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)步驟如下：a.用電子秤測(cè)量木塊的質(zhì)量m木；b.用電子秤測(cè)量小燒杯的質(zhì)量m杯；c.把木塊輕輕放入裝滿水的溢水杯中，用小燒杯收集從溢水杯中被木塊排開的水；d.用電子秤測(cè)量小燒杯和排開的水的總質(zhì)量m總。（2）實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄如表所示：研究對(duì)象木塊質(zhì)量m木/g小燒杯質(zhì)量m杯/g杯、水總質(zhì)量m總/g排開水的質(zhì)量m排/g木塊8038118分析表格中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，得出結(jié)論：漂浮在液體中的物體所受浮力的大小F浮與物體排開的液體所受重力的大小G排相等。（3）在和同學(xué)交流分享時(shí)，小華認(rèn)為以上實(shí)驗(yàn)過程可以更加簡(jiǎn)化，如圖乙所示，只需將裝滿水的溢水杯放在電子秤上，將木塊輕輕放入溢水杯的同時(shí)用手拿著小燒杯收集排開的水，等溢水杯中不再有水溢出時(shí)，拿走小燒杯，若觀察到電子秤的示數(shù)保持不變，即可得到F?。紾排。（4）小明梳理小東的推理過程時(shí)發(fā)現(xiàn)，下沉的物體不能通過“m物是否等于m排”間接驗(yàn)證“F浮是否等于G排”，原因是下沉的物體重力大于浮力。解：（1）木塊漂浮在水中，故木塊所受浮力的大小F浮等于木塊所受重力的大小G木。若要驗(yàn)證F浮是否等于G排，只需驗(yàn)證木塊的重力G木是否等于G排，又因?yàn)镚＝mg，所以只需驗(yàn)證m木是否等于m排；（2）溢出水的質(zhì)量等于總質(zhì)量減去空杯的質(zhì)量，即m排＝m總﹣m杯＝118g﹣38g＝80g，恰好等于木塊的質(zhì)量，故漂浮在液體中的物體所受浮力的大小F浮與物體排開的液體所受重力的大小G排相等。（3）只需將裝滿水的溢水杯放在電子秤上，將木塊輕輕放入溢水杯的同時(shí)用手拿著小燒杯收集排開的水，等溢水杯中不再有水溢出時(shí)，拿走小燒杯，溢出水的質(zhì)量與物塊質(zhì)量相等，故電子秤的示數(shù)保持不變；（4）下沉的物體重力大于浮力，故不能通過“m物是否等于m排”間接驗(yàn)證“F浮是否等于G排”。答案：（1）木塊的重力G木是否等于G排；（2）80；相等；（3）電子秤的示數(shù)保持不變；（4）下沉的物體重力大于浮力。2．（2023?天津中考）在學(xué)習(xí)“阿基米德原理”時(shí)，可用“實(shí)驗(yàn)探究”與“理論探究”兩種方式進(jìn)行研究。請(qǐng)你完成下列任務(wù)：【實(shí)驗(yàn)探究】通過圖1所示的實(shí)驗(yàn)，探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關(guān)系。由實(shí)驗(yàn)可得結(jié)論：F?。紾排。這就是阿基米德原理?！纠碚撎骄俊康谝徊剑航⒛Ｐ汀x取浸沒在液體中的長(zhǎng)方體進(jìn)行研究，如圖2所示。第二步：理論推導(dǎo)——利用浮力產(chǎn)生的原因推導(dǎo)阿基米德原理。請(qǐng)你寫出推導(dǎo)過程。提示：推導(dǎo)過程中所用物理量需要設(shè)定（可在圖2中標(biāo)出）?！驹響?yīng)用】水平桌面上有一底面積為S1的柱形平底薄壁容器，內(nèi)裝質(zhì)量為m的液體?，F(xiàn)將一個(gè)底面積為S2的金屬圓柱體放入液體中，圓柱體靜止后直立在容器底且未完全浸沒（與容器底接觸但不密合），整個(gè)過程液體未溢出。金屬圓柱體靜止時(shí)所受浮力F?。?。解：【實(shí)驗(yàn)探究】由甲、乙兩圖可知F?。紾﹣F示＝2N﹣1N＝1N，由丙、丁兩圖可知

G排＝G總﹣G空＝1.5N﹣0.5N＝1N，比較可得：F?。紾排；【理論探究】設(shè)長(zhǎng)方體的底面積為S、高為h，液體密度為ρ，長(zhǎng)方體上、下表面所處的深度及受力情況如圖：根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p＝ρgh可知液體對(duì)長(zhǎng)方體下表面的壓強(qiáng)大于上表面的壓強(qiáng)，根據(jù)F＝pS可知液體對(duì)長(zhǎng)方體向上的壓力大于液體對(duì)它向下的壓力，兩者之差即為浮力，即F?。紽2﹣F1＝ρgh2S﹣ρgh1S＝ρg（h2﹣h1）S＝ρghS＝ρgV排＝m排g＝G排；【原理應(yīng)用】設(shè)圓柱體靜止后液體的高度為h′，則液體的密度ρ液＝＝，物體受到的浮力F?。紾排＝ρ液V排g＝×S2h′g＝。答案：【實(shí)驗(yàn)探究】F?。紾排；【理論探究】設(shè)長(zhǎng)方體的底面積為S、高為h，液體密度為ρ，長(zhǎng)方體上、下表面所處的深度及受力情況如圖：根據(jù)液體壓強(qiáng)公式p＝ρgh可知液體對(duì)長(zhǎng)方體下表面的壓強(qiáng)大于上表面的壓強(qiáng)，根據(jù)F＝pS可知液體對(duì)長(zhǎng)方體向上的壓力大于液體對(duì)它向下的壓力，兩者之差即為浮力，即F?。紽2﹣F1＝ρgh2S﹣ρgh1S＝ρg（h2﹣h1）S＝ρghS＝ρgV排＝m排g＝G排；【原理應(yīng)用】。3．（2024?鄭州模擬）某實(shí)驗(yàn)小組利用彈簧測(cè)力計(jì)、小石塊、溢水杯等器材，按照?qǐng)D所示的步驟，探究浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系。（1）先用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)出空桶和石塊的重力，其中石塊的重力大小為3.8N。（2）把石塊浸沒在盛滿水的溢水杯中，石塊受到的浮力大小為1.4N．石塊排開的水所受的重力可由AD（填字母代號(hào)）兩個(gè)步驟測(cè)出。（3）由以上步驟可初步得出結(jié)論：浸在水中的物體所受浮力的大小等于排開液體的重力。（4）為了得到更普遍的結(jié)論，下列繼續(xù)進(jìn)行的操作中不合理的是A。A．用原來的方案和器材多次測(cè)量取平均值B．用原來的方案將水換成酒精進(jìn)行實(shí)驗(yàn)C．用原來的方案將石塊換成體積與其不同的鐵塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)（5）另一實(shí)驗(yàn)小組在步驟C的操作中，只將石塊的一部分浸在水中，其他步驟操作正確，則能（選填“能”或“不能”）得到與（3）相同的結(jié)論。解：（1）由圖B可知，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3.8N，即物體對(duì)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力為3.8N，因?yàn)槲矬w間力的作用是相互的，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物體的拉力也為3.8N；因?yàn)槲矬w處于平衡狀態(tài)，受拉力和重力是一對(duì)平衡力，大小相等，故物體的重力是3.8N；（2）由稱重法：知：F?。紾﹣F示＝3.8N﹣2.4N＝1.4N；液體與桶的總重力與桶的重力之差是物體排開液體的重力，由圖中AD兩個(gè)步驟測(cè)出；（3）根據(jù)（2）知F?。?.4N；排開液體的重力：G排＝F桶和水﹣F桶＝2.6N﹣1.2N＝1.4N，故可以得出浸在水中的物體所受浮力的大小等于排開液體的重力，即F?。紾排；（4）本實(shí)驗(yàn)是“探究浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系”屬于探究型實(shí)驗(yàn)，多次測(cè)量找普遍規(guī)律。A．測(cè)量型實(shí)驗(yàn)多次測(cè)量取平均值減小誤差，此實(shí)驗(yàn)為探究型，不能求平均值，故A不合理；B．用原來的方案將水換成酒精進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，找出普遍規(guī)律，故B合理；C．用原來的方案將石塊換成體積與其不同的鐵塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，找出普遍規(guī)律，故C合理；故選A；（5）只將石塊的一部分浸入水中，排開水的體積減小，排開水的重力減小，浮力減小，仍能得出；F?。紾排。答案：（1）3.8；（2）1.4；AD；（3）排開液體的重力；（4）A；（5）能。4．（2024?哈爾濱模擬）小明在驗(yàn)證“阿基米德原理”實(shí)驗(yàn)中：（1）用已調(diào)零的彈簧測(cè)力計(jì)，按照?qǐng)D甲中所示順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)操作，測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為：F1、F2、F3、F4，由此可知鐵球浸沒在水中所測(cè)得的浮力表達(dá)式為F浮＝F1﹣F2，測(cè)得鐵球排開水所受的重力表達(dá)式為G排＝F3﹣F4（用此題中所給字母表示）；（2）小明預(yù)期要獲得的結(jié)論是：F1﹣F2＝F3﹣F4（用此題中所給字母表示）；（3）在讀數(shù)正確的情況下，小明由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)：鐵球浸沒在水中所受浮力F浮大于鐵球排開的水所受重力G排，而且超出了誤差允許的范圍，得出此實(shí)驗(yàn)結(jié)果的原因可能是溢水杯中沒有裝滿水（或燒杯中的水未倒干凈）（寫出一條即可）；（4）小明分析發(fā)現(xiàn)了此實(shí)驗(yàn)操作中存在的問題并加以改正。進(jìn)一步思考：如果實(shí)驗(yàn)中物體沒有完全浸沒水中，能否驗(yàn)證“阿基米德原理”。正確的觀點(diǎn)是能（選填“能”或“不能”）驗(yàn)證；（5）他又進(jìn)行了如下深入探究：將溢水杯中注滿水放在電子秤上。如圖乙所示，其示數(shù)為m1，將鐵球用細(xì)線懸掛輕輕放入水中浸沒，待杯中水停止外溢時(shí)，如圖丙所示，其示數(shù)為m2，則m1＝m2（選填“＞”、“＝”、“＜”）。解：（1）物體的重力是F1，物體浸沒在水中彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物體的拉力是F2，物體浸沒在水中受到的浮力F?。紽1﹣F2，物體排開水的重力G排＝F3﹣F4。（2）由阿基米德原理知，浸在液體中的物體受到浮力大小等于物體排開液體受到的重力，故F?。紾排，所以F1﹣F2＝F3﹣F4。（3）如果圖甲中溢水杯沒有裝滿水，會(huì)導(dǎo)致鐵球排開水的重力大于流入小桶中水的重力（即測(cè)得的G排偏?。?，另外，按照?qǐng)D甲中所示順序進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時(shí)，可能燒杯中的水未倒干凈，此時(shí)的示數(shù)F4偏大，根據(jù)G排＝F3﹣F4可知測(cè)得的G排偏小，這些都會(huì)造成鐵球浸沒在水中所受浮力F浮大于鐵球排開的水所受重力G排。（4）如果實(shí)驗(yàn)中物體沒有完全浸沒水中，物體受到的浮力減小，物體排開水的重力也減小，物體浸在水中的體積大小不影響阿基米德原理的驗(yàn)證。（5）鐵球浸沒在水中，鐵球受到的浮力F?。紾排，物體間力的作用是相互的，則鐵球給水的壓力F＝F浮，當(dāng)鐵球浸沒在盛滿水的溢水杯中，排出水的重力為G排，故電子秤的壓力增加了F浮，又減少了G排，因?yàn)镕?。紾排，故電子秤受到的壓力不變，故電子秤示數(shù)不變，故m1＝m2。答案：（1）F1﹣F2；F3﹣F4；（2）F1﹣F2＝F3﹣F4；（3）溢水杯中沒有裝滿水（或燒杯中的水未倒干凈）；（4）能；（5）＝。5．（2024?昆明模擬）某小組探究“浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系”。

（1）彈簧測(cè)力計(jì)使用前要先進(jìn)行校零。（2）實(shí)驗(yàn)步驟如圖1所示，甲、乙、丁、戊中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為F1、F2、F3、F4。由圖甲和丁可知物體受到的浮力F?。紽1﹣F3。（3）以下選項(xiàng)中若B成立，則可以得出浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系。A.F1﹣F2＝F3﹣F4B.F1﹣F3＝F4﹣F2C.F3﹣F2＝F1﹣F4（4）另一小組利用兩個(gè)相同的彈簧測(cè)力計(jì)A和B、飲料瓶和吸管組成的溢水杯、薄塑料袋（質(zhì)量忽略不計(jì)）對(duì)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行改進(jìn)，裝置如圖2所示。向下移動(dòng)水平橫桿，使重物緩慢浸入盛滿水的溢水杯中，觀察到A的示數(shù)逐漸變小，B的示數(shù)逐漸變大，且A、B示數(shù)的變化量相等（選填“相等”或“不相等”）。（5）比較兩種實(shí)驗(yàn)方案，改進(jìn)后的優(yōu)點(diǎn)是BC（多選）A.測(cè)力計(jì)A的示數(shù)就是物體所受浮力的大小B.實(shí)驗(yàn)器材生活化，測(cè)力計(jì)固定、示數(shù)更穩(wěn)定C.能同步觀察測(cè)力計(jì)A、B示數(shù)的變化解：（1）彈簧測(cè)力計(jì)使用前指針要指向零刻度線，如果沒指向零刻度線，需要校零；（2）由圖甲可知物體的重力G＝F1，由圖丁可知物體浸沒時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F′＝F3，則物體受到的浮力F?。紾﹣F′＝F1﹣F3；（3）由圖乙可知空燒杯的重力為F2，由圖戊可知物體浸沒時(shí)排開液體與燒杯的總重力為F4，則物體浸沒時(shí)排開液體的重力G排＝F4﹣F2，當(dāng)F?。紾排即F1﹣F3＝F4﹣F2可知，物體受到浮力的大小與排開液體所受重力相等；（4）如圖2所示，向下移動(dòng)水平橫桿，使重物緩慢浸入盛滿水的溢水杯中，重物排開水的體積變大，受到的浮力變大，由稱重法F?。紾﹣F′可知彈簧測(cè)力計(jì)A的示數(shù)變小，重物排開水的體積越大時(shí)薄塑料袋內(nèi)水的重力越大，即彈簧測(cè)力計(jì)B的示數(shù)越大，薄塑料袋的質(zhì)量忽略不計(jì)時(shí)，由阿基米德原理可知，彈簧測(cè)力計(jì)A、B示數(shù)的變化量相等；（5）比較兩種實(shí)驗(yàn)方案可知，改進(jìn)后：A.由稱重法F?。紾﹣F′可知，彈簧測(cè)力計(jì)A的示數(shù)等于物體的重力減去受到的浮力，故A錯(cuò)誤；B.由圖2的實(shí)驗(yàn)裝置和器材（兩個(gè)相同的彈簧測(cè)力計(jì)A和B、飲料瓶和吸管組成的溢水杯、薄塑料袋）可知，實(shí)驗(yàn)器材生活化，測(cè)力計(jì)固定、示數(shù)更穩(wěn)定，故B正確；C.薄塑料袋不計(jì)質(zhì)量，能同步觀察測(cè)力計(jì)A、B示數(shù)的變化，從而得出物體受到浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系，故C正確。答案：（1）校零；（2）F1﹣F3；（3）B；（4）變??；變大；相等；（5）BC。6．（2024?泰州期末）小明學(xué)習(xí)了阿基米德原理后，和物理興趣小組的同學(xué)們利用圖中的彈簧測(cè)力計(jì)、體積約為10cm3的實(shí)心金屬塊、細(xì)線、大燒杯、小桶、小墊塊和水等器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證阿基米德原理。（1）小明他們首先向老師匯報(bào)了自己的實(shí)驗(yàn)思路：①用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)出空桶和金屬塊的重力為G1和G2；②把大燒杯用小墊塊墊起，使右邊的溢水口斜向下，在大燒杯中裝滿水，過會(huì)兒把小桶放在大燒杯的溢水口下方；③用彈簧測(cè)力計(jì)吊著金屬塊使其浸沒到大燒杯的水中，記下彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F1；④待大燒杯中的水不再溢出時(shí)，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出溢出的水和小桶的總重力為F2。若滿足G2﹣F1＝F2﹣G1（用所測(cè)物理量符號(hào)表示）等式成立就可以驗(yàn)證阿基米德原理。（2）老師肯定了他們的實(shí)驗(yàn)思路，但提醒他們利用現(xiàn)有實(shí)驗(yàn)器材將無法完成實(shí)驗(yàn)，請(qǐng)你幫他們分析無法完成實(shí)驗(yàn)的原因是：物體所受浮力為0.1N，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，無法精確得出物體所受浮力。（3）小明他們更換相關(guān)器材，順利完成了實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)后小組成員又進(jìn)行了交流，要驗(yàn)證阿基米德原理，金屬塊不一定（選填“一定”或“不一定”）要浸沒在水中。解：（1）實(shí)驗(yàn)步驟：①用彈簧測(cè)力計(jì)分別測(cè)出空桶和金屬塊的重力為G1和G2；②把大燒杯用小墊塊墊起，使右邊的溢水口斜向水下，在大燒杯中裝滿水，過會(huì)兒把小桶放在大燒杯的溢水口下方；③用彈簧測(cè)力計(jì)吊著金屬塊使其浸沒到大燒杯的水中，記下彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為F1，④待大燒杯中的水不再溢出時(shí)，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出溢出的水和小桶的總重力為F2，根據(jù)稱重法可知F?。紾2﹣F1，排出水的重力G排＝F2﹣G1，根據(jù)阿基米德原理可知：F?。紾排，若滿足G2﹣F1＝F2﹣G1等式成立就可以驗(yàn)證阿基米德原理；（2）金屬塊的體積為10cm3，故排開水的體積為10cm3，則F浮＝ρ水gV排＝103kg/m3×10N/kg×10×10﹣6m3＝0.1N，從圖中可知彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，故無法精確得出物體所受浮力；（3）阿基米德原理適用于所有情況下浮力的計(jì)算，要驗(yàn)證阿基米德原理，金屬塊不一定要浸沒在水中。答案：（1）裝滿；G2﹣F1＝F2﹣G1；（2）物體所受浮力為0.1N，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，無法精確得出物體所受浮力；（3）不一定。7．（2024?西安模擬）小華利用如圖裝置探究“浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系”。（1）小華的實(shí)驗(yàn)步驟如圖1所示，甲、乙、丁、戊中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為F1、F2、F3、F4。由圖甲和丁可知物體受到的浮力；若F1﹣F3＝F4﹣F2，則可以得出浮力的大小與排開液體所受重力相等的關(guān)系；（2）實(shí)驗(yàn)完成后，小華利用兩個(gè)相同的彈簧測(cè)力計(jì)A和B、飲料瓶和吸管組成的溢水杯、薄塑料袋（質(zhì)量忽略不計(jì)）對(duì)實(shí)驗(yàn)裝置進(jìn)行了改進(jìn)，如圖2所示。向下移動(dòng)水平橫桿，使重物緩慢浸入盛滿水的溢水杯中，觀察到A的示數(shù)逐漸減小，（選填“增大”“減小”或“不變”）B的示數(shù)逐漸增大，且A、B示數(shù)的變化量相等（選填“相等”或“不相等”）。（3）上述實(shí)驗(yàn)完成后，小華還探究了“物體受到浮力的大小與其形狀是否有關(guān)”，他用橡皮泥代替實(shí)心圓柱體物塊，操作步驟如下：A.將橡皮泥做成“碗”狀并放入盛水的燒杯中，使其漂浮在水面上，杯中水深h1；B.把橡皮泥從水中取出捏成團(tuán)狀，再放入燒杯中，其下沉至杯底，杯中水深h2；①由此小華認(rèn)為：物體受到的浮力與其形狀有關(guān)，其結(jié)論錯(cuò)誤的原因是沒有控制排開液體體積相等；②橡皮泥第一次受到的浮力＞（選填“＜”“＝”或“＞”）第二次受到的浮力。解：（1）由圖甲可知物體的重力G＝F1，由圖丁可知物體浸沒時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F′＝F3，則物體受到的浮力F浮＝G﹣F′＝F1﹣F3；由圖乙可知空燒杯的重力為F2，由圖戊可知物體浸沒時(shí)排開液體與燒杯的總重力為F4，則物體浸沒時(shí)排開液體的重力G排＝F4﹣F2，當(dāng)F?。紾排即F1﹣F3＝F4﹣F2可知，物體受到浮力的大小與排開液體所受重力相等；（2）如圖2所示，向下移動(dòng)水平橫桿，使重物緩慢浸入盛滿水的溢水杯中，重物排開水的體積變大，受到的浮力變大，由稱重法F?。紾﹣F′可知彈簧測(cè)力計(jì)A的示數(shù)變小，重物排開水的體積越大時(shí)薄塑料袋內(nèi)水的重力越大，即彈簧測(cè)力計(jì)B的示數(shù)越大，薄塑料袋的質(zhì)量忽略不計(jì)時(shí)，由阿基米德原理可知，彈簧測(cè)力計(jì)A、B示數(shù)的變化量相等；（3）①由此小華認(rèn)為：物體受到的浮力與其形狀有關(guān)，其結(jié)論錯(cuò)誤的原因是：沒有利用控制變量法，即只關(guān)注了橡皮泥形狀的改變，沒有控制排開相同體積的液體；②由物體的浮沉條件可知，橡皮泥漂浮時(shí)F浮1＝G，橡皮泥下沉?xí)rF浮2＜G，則F浮2＜F浮1；故第一次受到的浮力大于第二次受到的浮力。答案：（1）?。籉4﹣F2；（2）變小；相等；（3）沒有控制排開液體體積相等；＞。8．（2024?哈爾濱四模）小玲和小新想要探究“浮力大小與排開液體的質(zhì)量的定量關(guān)系”。實(shí)驗(yàn)次數(shù)石塊空氣中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F1/N石塊浸沒在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F2/N排出水的質(zhì)量m/kg184.80.3224.52.70.18331.80.12（1）小玲將石塊用細(xì)線懸掛在豎直的彈簧測(cè)力計(jì)的下方，當(dāng)測(cè)力計(jì)與物體靜止時(shí)，記錄此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F1，小玲指出此時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為石塊的重力，其依據(jù)是：二力平衡。（2）將溢水杯中裝滿水，用測(cè)力計(jì)鉤掛石塊，使石塊浸沒在水中，讀出此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F2，則石塊受到的浮力F?。紽1﹣F2（用所測(cè)量的物理量表示）。（3）用托盤天平測(cè)量出被石塊從溢水杯排到小燒杯中水的質(zhì)量記為m。換用不同大小的石塊多次實(shí)驗(yàn)，并將測(cè)得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)整理至表格中如表格所示。（4）請(qǐng)你幫助他們分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)并得到結(jié)論。（5）在本實(shí)驗(yàn)完成后，小玲想要進(jìn)一步測(cè)量本實(shí)驗(yàn)使用的石塊的密度，小新說無需測(cè)量，用現(xiàn)有的數(shù)據(jù)就可以計(jì)算得到石塊的密度。請(qǐng)你用上面測(cè)量得到物理量的符號(hào)，寫出石塊密度的表達(dá)式：ρ石＝（水的密度用ρ水表示）。解：（1）圖中石塊靜止受力平衡，重力和彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)它的拉力是平衡力，大小相等，故是根據(jù)二力平衡的條件測(cè)量重力。（2）當(dāng)石塊浸沒在水中時(shí)，石塊受到重力G、浮力F浮和彈簧測(cè)力計(jì)的拉力F2，此時(shí)石塊處于靜止?fàn)顟B(tài)，根據(jù)力的平衡可知，這三個(gè)力的關(guān)系為G＝F浮+F2，由（1）得，G＝F1，所以F?。紽1﹣F2；（4）由（2）得F浮＝F1﹣F2；由表格信息得，第一次實(shí)驗(yàn)F1'＝8N，F(xiàn)2'＝4.8N，則F1浮'＝F1'﹣F2'＝8N?4.8N＝3.2N排出水的質(zhì)量m1＝0.32kg，則G1排＝m1g＝0.32kg×10N/kg＝3.2N；即G1排＝F1浮'；設(shè)第二次和第三次受到的浮力分別為F2浮'、F3浮'，排開水的質(zhì)量分別為G2排、G3排，同理可以得到G2排＝F2浮'，G3排＝F3浮'，所以分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以得到結(jié)論：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開液體所受的重力。（5）由（4）得浮力的大小等于物體排開液體所受的重力，即F?。絤水g……①又因?yàn)镕?。紽1﹣F2……②聯(lián)立①②得，，根據(jù)，所以石塊的體積又因?yàn)镚石＝m石g＝F1，所以，所以石塊密度答案：（1）二力平衡；（2）F1﹣F2；（4）浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開液體所受的重力；（5）。9．（2024?長(zhǎng)春二模）小惠學(xué)習(xí)了阿基米德原理后，做了如下實(shí)驗(yàn)，如圖所示。器材：彈簧測(cè)力計(jì)、細(xì)線、小燒杯、溢水杯、水、小石塊和其它不同的物體（不吸液體，且物體的密度大于液體的密度）。（1）請(qǐng)畫出圖甲中小石塊所受重力G的示意圖。（2）小惠換用不同的物體或液體按圖中甲、乙、丙、丁的順序進(jìn)行了多次實(shí)驗(yàn)，圖丙中溢水杯裝滿液體，由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出F?。紾排。從而驗(yàn)證了阿基米德原理的正確性。若某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，物體沒有全部浸沒在液體中，則此時(shí)F浮＝G排。（3）圖丙步驟中，小石塊逐漸浸入液體過程中（未接觸溢水杯），小石塊下表面受到的液體壓強(qiáng)將變大，溢水杯底部受到液體的壓強(qiáng)不變。（選填“變大”“不變”“變小”）（4）圖中甲、乙、丙、丁步驟中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別是F1、F2、F3、F4，液體密度為ρ液，則小石塊的密度表達(dá)式為×ρ液（用測(cè)得的物理量和已知量表示）。解：（1）重力方向豎直向下，故重力示意圖如下圖所示：（2）彈簧測(cè)力計(jì)一個(gè)小格代表0.2N，由圖可知，物體重力為3N；燒杯重力為1.6N；物體浸入液體中，此時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為2.6N，燒杯和水的總重力為2.0N；由甲丙的示數(shù)差可得F?。?.4N；由乙丁的示數(shù)差可得G排＝0.4N；故F?。紾排；阿基米德原理適用于任何情況，若某次實(shí)驗(yàn)時(shí)，物體沒有全都浸沒在液體中，F(xiàn)?。紾排；（3）小石塊逐漸浸入液體過程中，小石塊深度發(fā)生了變化，小石塊下表面受到的液體壓強(qiáng)將變大；溢水杯原來是裝滿液體的，小石塊逐漸浸入液體過程中，液體的深度沒有變，液體對(duì)杯底的壓強(qiáng)將不變；（4）根據(jù)稱重法和阿基米德原理，F(xiàn)浮＝F1﹣F3＝F4﹣F2＝ρ液gV排；彈簧測(cè)力計(jì)F1＝ρ石gV物；物體浸沒在液體中，V排＝V物；則石塊密度為：ρ石＝×ρ液（或ρ石＝×ρ液）答案：（1）如上圖；（2）＝；＝；（3）變大；不變；（4）×ρ液或×ρ液10．（2024?泰州二模）某興趣小組為了驗(yàn)證阿基米德原理，設(shè)計(jì)并開展了如下的實(shí)驗(yàn)：步驟一：取一個(gè)如圖甲所示的塑料圓筒和金屬圓柱體（塑料圓筒容積和金屬圓柱體體積相同），按圖乙進(jìn)行操作，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F1；步驟二：如圖丙所示，向燒杯中加水使金屬圓柱體剛好浸沒，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F2；步驟三：如圖丁所示，用滴管向塑料圓筒中加滿水，調(diào)節(jié)測(cè)力計(jì)的懸掛高度，保證金屬圓柱體浸沒于水中且不與燒杯底部接觸，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F3。（1）如圖丙所示，此時(shí)金屬圓柱體受到的浮力大小為F1﹣F2（用題中物理量符號(hào)表示）。（2）步驟三完成后，小桶中滴入的水的重等于金屬圓柱受到的浮力大小。（3）若實(shí)驗(yàn)中的測(cè)量結(jié)果滿足F3＝F1的關(guān)系（用題中物理量符號(hào)表示），則可以驗(yàn)證阿基米德原理。（4）另一小組同學(xué)用相同的器材完成實(shí)驗(yàn)時(shí)，測(cè)力計(jì)未校零就進(jìn)行了實(shí)驗(yàn)，若該小組同學(xué)實(shí)驗(yàn)中所有的讀數(shù)均正常，則該小組將發(fā)現(xiàn)圓柱體受到的浮力等于它排開水的重力。（選填“大于”“小于”或“等于”）解：（1）根據(jù)稱重法測(cè)浮力可知，此時(shí)圓柱體受到的浮力為F?。紾﹣F2＝F1﹣F2；（2）步驟三完成后，圓柱體的體積等于筒的容積，用滴管向塑料圓筒中加滿水，此時(shí)調(diào)節(jié)測(cè)力計(jì)的懸掛高度，保證金屬圓柱體浸沒于水中且不與燒杯底部接觸，可知小桶中滴入的水的重等于金屬圓柱排開液體的重力，即受到的浮力大小。（3）圖乙測(cè)出了物體的重力，圖丙測(cè)量的是物體浸在水中時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的拉力，物體受到的浮力等于重力減去彈簧測(cè)力計(jì)的拉力，物體受到的浮力為F?。紾物﹣F＝F1﹣F2；物體排開液體的重力G排＝F3﹣F2；如果滿足F3＝F1可以證明阿基米德原理成立。（4）由于實(shí)驗(yàn)過程中，有G排＝F3﹣F2；F浮＝G物﹣F＝F1﹣F2；都是差值法計(jì)算的，所以測(cè)力計(jì)未校零，差值不變，故對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果沒有影響，則該小組將發(fā)現(xiàn)圓柱體受到的浮力等于它排開水的重力。答案：（1）F1﹣F2；（2）受到的浮力大??；（3）F3＝F1；（4）等于。11．（2024?九江模擬）小玲和小新在學(xué)完《阿基米德原理》這節(jié)課后，利用石塊進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究浮力的大小與排開液體所受重力的關(guān)系。（1）小玲安裝如題圖甲所示步驟進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，正確的測(cè)量順序應(yīng)該是④①②③；（2）圖甲②步驟中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為2.6N。石塊所受浮力F?。?.4N；（3）小玲按照正確順序完成上述步驟，處理數(shù)據(jù)時(shí)發(fā)現(xiàn)F浮≠G排。這是因?yàn)閳D甲①中溢水杯中未加滿水。排除錯(cuò)誤后，小玲重新實(shí)驗(yàn)，最終得出結(jié)論：F?。紾排；（4）同組的小新提出了一個(gè)新方案，他將滿水的溢水杯放在升降臺(tái)C上，用C來調(diào)節(jié)溢水杯的高度。當(dāng)小新逐漸調(diào)高升降臺(tái)時(shí)，發(fā)現(xiàn)隨著重物浸入水中的體積越來越大，彈簧測(cè)力計(jì)A示數(shù)的變化量等于（選填“大于”“小于”或“等于”）彈簧測(cè)力計(jì)B示數(shù)的變化量。在這個(gè)過程中電子秤的示數(shù)不變（選填“變大”“變小”或“不變”）。解：（1）為了使小桶在接水之后可直接計(jì)算水的重力，應(yīng)先測(cè)量空桶的重，然后再測(cè)出石塊的重力，并直接浸入水中觀察測(cè)力計(jì)的示數(shù)，最后測(cè)排出的水和小桶的總重，求排出的水的重力．因此，最合理的順序應(yīng)為：④①②③；（2）由圖②可知，彈簧測(cè)力計(jì)的一個(gè)大格代表1N，一個(gè)小格代表0.2N，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)是2.6N。在實(shí)驗(yàn)步驟②中金屬塊所受浮力F浮＝G﹣F＝3N﹣2.6N＝0.4N；（3）最初溢水杯中的水未裝至溢水