实验15 验证阿基米德原理-备战2020年中考物理必考实验精解精练(解析版)

实验15 验证阿基米德原理

探究课题：验证阿基米德原理

实验装置

实验原理阿基米德原理

探究过程1.如图甲所示,用弹簧测力计测出金属块所受重力G；

2.如图丁所示, 测出空桶的重力G桶；

3.如图乙所示, 在溢水杯中装满水, 用弹簧测力计提着金属块慢慢

浸入水中, 读出弹簧测力计的示数F

示

, 同时用小桶收集溢出的水；

3.如图丙所示, 测出金属块排开的水和小桶的总重力G总；

4.换用不同物体、不同液体重做实验, 把所有的测量数据填写在下表中；

记录表格

实验结论液体受到的浮力大小等于物体排开液体所受重力的大小，F

浮

=G

排

满分归纳——考点方向

器材作用 1.弹簧测力计的作用？通过弹簧测力计测出物体所受浮力大小

注意事项

1.本实验中，用到了“称重法”测浮力，公式是：=-

F G F

浮拉

2.实验中溢水杯倒水必须有水溢出后才能做实验，否则会

出现什么结果：会出现浮力大于物体排开水的重力。

3.实验前先称量小桶和最后称量小桶有何差异：最后称量小桶会因

水未倒干净而产生误差

4.实验时进行了多次实验并记录相关测量数据目的是：避免实验偶

然性、使结论更具普遍性

1．．（2020•衡阳模拟）下列A、B、C、D四幅图是“探究浮力的大小与排开水所受重力关系”的过程情景。请根据图示完成下面的填空。

（1）实验中所用圆柱体的重力为N；在情景图B中存在的错误是。

（2）纠正错误后，继续实验，在情景C时圆柱体受到的浮力F

浮

＝N；圆柱

体排开的水所受的重力G

排

＝N。

（3）实验结果表明：浸在水中的物体受到的浮力物体排开水所受到的重力。

（4）圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中，水对溢水杯底的压强（选填“逐

渐增大”“逐渐减小”或“保持不变”）。

【答案】（1）4；溢水杯未注满水；（2）1；1；（3）等于；（4）保持不变

【解析】（1）由图B可知，实验中的所用圆柱体的重力G＝4N；

圆柱体放入水中前，溢水杯中的水应该满的，否则溢出水的体积将小于物体排开水的体积，

所以在情景图B中存在的错误是溢水杯未注满水，应改为在溢水杯中装满水；（2）由图C可知，圆柱体浸没在水中时，弹簧测力计的示数F＝3N，

则圆柱受到的浮力F

浮

＝G﹣F＝4N﹣3N＝1N；

由图D可知，小桶和水的总重力G

总

＝1.9N，

由图A可知，空小桶的重力G

桶

＝0.9N，

则圆柱体排开水所受的重力G

排＝G

总

﹣G

桶

＝1.9N﹣0.9N＝1N；

（3）由（2）可知，浸在水中的物体受到的浮力等于物体排开水所受到的重力；

（4）纠正错误后，即溢水杯中的水应该满的，圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中的过程，溢水杯中水的深度不变，由p＝ρgh可知，水对溢水杯底的压强保持不变。【分析】（1）读出B中弹簧测力计的示数即为圆柱体的重力；用溢水法收集物体排开的水，将溢水杯装满水，然后将物体浸入水中，用其他容器（需先测出其重力）接住溢出的水，然后再测出装有溢出的水的容器的总重力，两者之差就是物体排开水的重力；

（2）利用F

浮

=G-F可求得圆柱受到的浮力；用小桶和水的总重力减去空小桶的重力即

为圆柱体排开的水所受的重力G

排

；

（3）比较浸在水中的物体受到的浮力和圆柱体排开的水所受的重力可得出结论；（4）根据p=ρgh分析圆柱体从刚接触水面到全部浸没水中，水对溢水杯底的压强。

2．（2019•福建）如图，“验证阿基米德原理”的实验步骤如下：

①用弹簧测力计测出物体所受的重力G（图甲）；

②将物体浸没在水面恰好与溢口相平的溢水杯中，用空的小桶接从溢水杯里被物体排开的水，读出这时测力计的示数F（图乙）；

③测出接水后小桶与水所受的总重力G1（图丙）；

④将小桶中的水倒出，测岀小桶所受的重力G2（图丁）；

⑤分别计算出物体受到的浮力和排开的水所受的重力，并比较它们的大小是否相同。回答下列问题：

（1）物体浸没在水中，受到水的浮力F

浮＝，被排开的水所受的重力G

排

＝。（用上述测得量的符号表示）

（2）指出本实验产生误差的原因（写出两点）：

（a）；

（b）。

（3）物体没有完全浸没在水中，（选填“能”或“不能”）用实验验证阿基米德原理。

【答案】（1）G﹣F；G1﹣G2；（2）（a）测力计的精度不够，测量时测力计未保持静止等；（b）小桶中的水未倒净，排开的水未全部流入小桶等；（3）能

【解析】（1）根据称重法测浮力：物体浸没在水中，受到水的浮力：

F浮＝G﹣F；

被排开的水所受的重力：

G排＝G1﹣G2；

（2）实验产生误差的原因：

（a）测力计的精度不够，测量时测力计未保持静止等；

（b）小桶中的水未倒净，排开的水未全部流入小桶等。

（3）物体没有完全浸没在水中，按照上面的方法，能用实验验证阿基米德原理。3．（2017•达州）如图所示，小李在实验室中做了如下实验：

①用弹簧测力计测出物体A受到的重力；

②用弹簧测力计测出物体A浸没在水中时受到的拉力；

③用天平称量出酒精和容器的总质量；

④物体A仍然挂在弹簧测力计下，浸没在酒精中，但不触底，容器中的酒精也未溢

出，通过增减砝码和移动游码，仍使天平保持平衡。根据以上实验步骤回答下列问题：（1）物体浸没在水中所受的浮力F1＝N；浸设在酒精中所受的浮力F2＝N；

（2）当物体A浸没在酒精中，天平仍保持平衡时，右盘中只有两个砝码，其质量分别为、g，此时游码在标尺上指示的质量值是g．（已知酒精的密度为0.8×103kg/m3，g取10N/kg）

【答案】（1）0.4；0.32；（2）100g；5；1.4

【解析】（1）物体A在水中受到的浮力F

浮＝G﹣F

拉

＝2.2N﹣1.8N＝0.4N；

由F

浮＝ρ

水

gV

排

得：

物体体积V＝V

排

＝＝＝4×10﹣5m3，

则此时物体A在酒精中受到的浮力F

浮酒精＝ρ

酒精

gV

排

＝0.8×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣5m3

＝0.32N；

（2）物体A仍然挂在弹簧测力计下，浸没在酒精中，但不触底，容器中的酒精也未溢出，此时天平左盘中增大的压力等于物体受的浮力为0.32N，可知右盘中应增加的砝码的重力为0.32N，根据G＝mg可得，增加砝码的质量m＝＝＝0.032kg ＝32g，