資源簡介

(共26張PPT)
第一部分　教材知識整合
第十章　浮　力
第2節　浮力相關實驗
情境創設·引思考
核心實驗·提素養
重慶真題·明考向
探究浮力大小與哪些因素有關(B卷近5年2考；2022年版課標要求學生必做實驗　)
　探究“浮力大小與哪些因素有關”時，進行如下實驗過程。
核心實驗·提素養
實驗1
例1
基礎設問
提出問題、猜想與假設
在探究“浮力大小與哪些因素有關”的實驗中，小明列舉了三個情景。
情景一：輪船從長江駛入大海，船身會上浮一些。
情景二：人從泳池淺水區走向深水區，感覺身體變輕。
情景三：向水中壓入皮球，開始用力不大，隨著皮球浸入水中體積的增大，感覺越來越費力。
針對以上情景嘗試分別作出了三個猜想。
猜想一：浮力的大小與液體的密度有關。
猜想二：浮力的大小與物體浸入液體的深度有關。
猜想三：浮力的大小與物體排開液體的體積有關。
設計方案、收集證據
為了探究“浮力大小與哪些因素有關”，小明利用彈簧測力計、燒杯、金屬塊、水、鹽水(ρ鹽水＞ρ水)進行了如圖甲所示的實驗。
(1)小明先用彈簧測力計測出金屬塊的重力，然后將金屬塊緩慢浸入液體中不同深度。實驗步驟如圖甲中a、b、c、d、e所示(液體均未溢出)，并將彈簧測力計的示數記錄下來。彈簧測力計使用前要先進行______。
(2)分析數據可知，金屬塊浸沒在水中時受到的浮力大小是___N；金屬塊浸沒在鹽水中時受到的浮力大小是_____N。
校零
2
2.2
得出結論、作出解釋
(3)分析圖甲中實驗步驟c、d可知，在同種液體中，物體所受浮力大小與物體浸沒在液體中的深度______(選填“有關”或“無關”)。
(4)分析圖甲中三個實驗步驟____________________(填序號)可知，在同種液體中，浸在液體中的物體所受浮力大小與物體排開液體的體積有關。
(5)分析圖甲中實驗步驟a、d、e可知，當物體排開液體
的體積一定時，液體______越大，物體受到的浮力______。
無關
a、b、c(或a、b、d)
密度
越大
交流合作、評估反思
(6)當金屬塊從接觸水面開始，到浸沒于水中，直至浸沒到更深位置(未觸底)，在圖乙中能表示出此過程金屬塊所受浮力F與浸入水中深度h關系的圖像是____(選填“①”或“②”)。
(7)(數據分析)小明完成本次實驗后，通過獲得的數據可求出金屬塊的體積為__________m3，鹽水的密度為__________kg/m3。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
②
2×10－4
1.1×103
(8)(創新裝置)如圖丙所示，小明重新設計了實驗方案，將另一金屬塊用彈簧測力計懸掛在鐵架臺上，將盛有適量水的燒杯放置在升降臺上，使升降臺逐漸上升，用該裝置探究“浮力大小與物體浸在液體中的體積是否有關”。該裝置的優點是____________________________________________
____________。
能力設問
通過調節燒杯的高度，保持彈簧測力計示數的穩定
(合理即可)
探究浮力的大小跟排開液體所受重力的關系
　　　　在探究“浮力的大小跟排開液體所受重力的關系”時，進行如下實驗過程。
提出問題、猜想與假設
日常生活中，我們將浮于水面的盆子向下按，用力越大，盆子浸入水中的部分越多，盆子排開水的重力就越大。針對這一現象，實驗小組的同學作出猜想：浮力大小可能與排開水的重力有關。
實驗2
例2
基礎設問
設計方案、收集證據
為了驗證以上猜想，實驗小組的同學利用如圖甲所示的裝置進行如下實驗。
(1)小明按照圖甲所示實驗步驟進行實驗并讀數，所測鐵球排開水的重力______(選填“大于”或“小于”)其真實值，為了減小誤差，實驗最合理的順序是__________(填序號)。
小于
④①②③
(2)小明調整實驗步驟后，進行實驗，同時將測量的數據記錄在表格中，由于粗心缺少了一些數據，請根據圖甲將表格補充完整。
鐵球的 重力/N 鐵球在水中時彈簧測力計的示數/N 鐵球所受 的浮力/N 小桶和鐵球排開水的總重力/N 小桶的 重力/N 鐵球排開
水的重力/N
2 1 ___ 2.2 1.2 ___
1
1
得出結論、作出解釋
(3)分析實驗數據，可以得出結論：________________________________
__________________________。
(4)小明根據它們的大小關系歸納出了實驗結論，并準備結束實驗。同組的小麗認為實驗還沒有結束，理由是________________________________
__________。
浸在液體中的物體所受浮力的大小等
于物體排開液體所受的重力
僅一組實驗數據，所得實驗結論不具
有普遍性
交流合作、評估反思
(5)實驗完成后，小組成員進行了交流，要得到與(3)相同的結論，物體________(選填“一定”或“不一定”)要浸沒在液體中。
不一定
(6)(創新裝置)實驗完成后，小明又進行了如下探究：將注滿水的溢水杯放在電子秤上，如圖乙A所示，電子秤的示數為m1；將用細線懸掛的鐵球緩慢浸沒水中，待杯中水停止外溢，如圖乙B所示，電子秤的示數為m2，則m1____(選填“＞”“＝”或“＜”)m2。
能力設問
＝
探究浮力大小與哪些因素有關(B卷近5年2考)
1．(2024·重慶B卷17題8分)小渝和同學們利用一長方體物塊來探究影響浮力大小的因素。
(1)將物塊豎放后掛在彈簧測力計上，測出物塊的重力為2.7 N，然后將物塊部分浸入水中，發現彈簧測力計示數減小的同時水面升高了，說明物塊受到了豎直向____的浮力，并且水對容器
底部的壓強與放入物塊前相比______。當
彈簧測力計示數如圖甲所示時，浮力為_____N。
重慶真題·明考向
命題點
上
增大
0.3
【解析】將物塊部分浸入水中時，物塊受到豎直向下的重力、彈簧測力計對它向上的拉力、水對物塊的作用力，由于彈簧測力計的示數減小，則水對物塊的作用力方向為豎直向上，即水對物塊有豎直向上的浮力。物塊部分浸入水中后，由于物塊排開水使水面上升，則水對容器底部的壓強變大，即水對容器底部的壓強比放入物塊前大。當彈簧測力計示數如題圖甲所示時，彈簧測力計的分度值為0.1 N，示數為2.4 N，則浮力F浮＝G－F示＝2.7 N－2.4 N＝0.3 N。
(2)接下來小渝繼續按圖乙、丙、丁所示進行實驗，由甲、乙、丙的數據可知：在同種液體中，物體排開液體的體積______，浮力越大；由丙、丁的數據可知：物體浸沒在同種液體中時所受浮力大小跟深度______。
越大
無關
【解析】由題圖甲、乙、丙所示實驗可知，液體的密度相同，排開液體的體積越大，彈簧測力計的示數越小，則物塊受到的浮力越大，由此可知，在同種液體中，物體排開液體的體積越大，浮力越大。觀察題丙、丁兩圖可知，物塊浸沒于液體中，排開液體的體積不變，物塊在水中的深度增加，彈簧測力計示數不變，受到的浮力不變，說明浸沒在液體中的物體所受浮力與浸沒的深度無關。
(3)然后將物塊浸沒在鹽水中，如圖戊所示，分析數據可知：浮力大小與液體的密度有關；并通過計算得出所用鹽水密度為_____g/cm3；若在實驗前，彈簧測力計的指針在零刻度線以下，并未調零，則算出的鹽水密度______。(ρ水＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)
1.1
不變
(4)同組的小王同學還想進一步探究：物體在浸沒前，浮力大小與物體浸在液體中的深度是否有關？于是他將物塊橫放后掛在彈簧測力計下，使其露出水面高度與圖乙相同，彈簧測力計示數為2.3 N，與圖乙數據對比，小王得出結論：物體在浸沒前，浮力大小與物體浸在液體中的深度有關。你認為該方案是否合理，并說明理由：_____________________________
___________。
不合理，沒有控制物體排開液體的
體積相同
【解析】要探究物體在浸沒前，浮力大小與物體浸在液體中的深度是否有關，需控制物體排開液體的體積、液體的密度相同，小王同學將物塊橫放后掛在彈簧測力計下，使其露出水面高度與題圖乙相同，則在改變深度的同時，物塊排開液體的體積也改變了，故該方案不合理之處是沒有控制物體排開液體的體積相同。
2．(2023·重慶B卷17題節選)小莉在“物理創新實驗”社團活動中，看見如圖甲所示的雙探頭壓強計，該裝置一次測量可采集多個數據。
(1)小莉受雙探頭壓強計原理的啟發制作出如圖乙所示的器材(細金屬管與浮筒相通)，她將浮筒漂浮在水中后再使其豎直向下移動，感受到細金屬管對手的作用力越來越____；浮筒豎直浸沒在水中后，仔細觀察其____表面橡皮膜形變更明顯，從而分析出______產生的原因。
大
下
浮力
【解析】將浮筒漂浮在水中后再使其豎直向下移動，感受到細金屬管對手的作用力越來越大，浮筒豎直浸沒在水中后，仔細觀察其下表面橡皮膜形變更明顯，從而分析出浮力產生的原因。
(2)讓浮筒浸沒后繼續下降，浮筒受到的浮力將______。
變小
【解析】讓浮筒浸沒后繼續下降，隨著深度的增加，上表面橡皮膜向下凹，下表面橡皮膜向上凸，浮筒排開水的體積變小，所受浮力變小。

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