在探究“浮力大小与哪些因素有关”的实验中,某小组同学用如图所示的装置,将同一物体分别逐渐浸入到水和酒精中,为了便于操作和准确收集数据,用升降台调节溢水杯的高度来控制物体排开液体的体积.他们观察并记录了弹簧测力计的示数及排开液体的体积.实验数据记录在下表中.
(1)分析表中数据,实验所用物体的重力为______N,第一次实验中物体所受的浮力F浮=______N.
(2)分析比较实验序号1、2和3(或4、5和6)可初步得出结论:当液体的种类相同时,排开液体的体积越______,浸在液体中的物体受到的浮力越大;分析比较实验序号______可初步得出结论:当排开液体的体积相同时,液体的密度越大,浸在液体中的物体受到的浮力越大.
(3)请你计算出第一次实验中物体排开水受到的重力G排=______N.通过比较每次实验中物体受到的浮力和它排开液体的重力的关系,还可以验证______原理.
(4)本实验在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时,选用了不同液体并进行了多次实验,其目的是为了______(选填字母序号).
A.寻找普遍规律
B.取平均值减小误差
(5)实验中小明同学观察到将同一个物体浸没在密度越大的液体中时,弹簧测力计的示数越______.于是他灵机一动在弹簧测力计下挂一个重1.5N的物块,如图甲所示;当他把物块浸没在水中时,如图乙所示,弹簧测力计的读数为0.5N,他就在0.5N处对应标上1.0g/cm3的字样;当他把物块浸没在酒精中时,如图丙所示,应该在弹簧测力计刻度盘的______N处对应标上0.8g/cm3字样,聪明的他就将图甲所示装置改装成了一个能测液体密度的密度秤.
(1)分析表中数据可知,实验所用物体的重力为2N;
第一次实验中物体所受的浮力F浮=G-F′=2N-1.5N=0.5N.
(2)①分析比较实验序号1、2和3(或4、5和6)可知,液体的密度相同,物体浸入液体中的体积越大,弹簧测力计的示数越小,即所受的浮力变大;
故可得结论:当液体的种类相同时,排开液体的体积越大浸在液体中的物体受到的浮力越大.
②在探究浮力的大小与液体密度的关系时,应控制排开液体的体积不变,改变液体的密度;结合表格可知1、4或者2、5或者3、6符合.
(3)第一次实验中物体排开水受到的重力:
G排=m排g=ρV排g=1.0×103kg/m3×50×10-6m3×10N/kg=0.5N,
因F浮=G排=0.5N,所以可以验证阿基米德原理.
(4)在探究“浮力的大小与哪些因素”有关时,选用了不同液体并进行了多次实验的目的是减小偶然性,使实验得出的实验规律更具有普遍性,所以本实验的目的是寻找普遍规律.
(5)根据F浮=ρgV排可知,物体浸没时排开水的体积和本身的体积相等,所以将同一个物体浸没在密度越大的液体中时受到的浮力变大,根据F浮=G-F′可知弹簧测力计的示数越小;
当他把物块浸没在水中时,受到的浮力:
F浮=G-F′=1.5N-0.5N=1N,
根据阿基米德原理得:
1N=ρ水gV排-----①
当他把物块浸没在酒精中时,
F浮酒=ρ酒gV排-----②
∵两者排开液体的体积相等,
∴①②两式相比可得:
F浮酒=0.8N,
此时应标在弹簧测力计的1.5N-0.8N=0.7N处.
故答案为:(1)2;0.5;(2)大;1、4或者2、5或者3、6;(3)0.5;阿基米德;(4)A;(5)小;0.7.
实验10 探究浮力大小与哪些因素有关
1、浮力的大小与排开液体的体积和液体的密度有关。
2、浮力:浸在气体或液体中的物体,均受到气体或液体竖直向上的力的作用,这个力就是浮力;其产生的原因为上下表面压力不同,下表面受到的向上的压力大,合力向上,即为浮力。
3、在液体密度一定时,排开液体体积越大,浮力越大;在排开液体体积一定时,液体近密度越大,浮力越大。
4、在探究活动中,使用控制变量法,比如在研究浮力与排开液体体积的关系,要保证液体的密度不变,改变排开液体的体积,得出结论。