中考实验必考知识之探究浮力的大小与哪些因素有关

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中考实验必考知识之探究浮力的大小与哪些因素有关
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探究浮力的大小与哪些因素有关

弹簧测力计示数变小多少,浮力就有多大

浮力实验最容易让孩子混在一起:浸入深度、排开液体体积、液体密度、物体重力。中考真正看的是会不会用称重法读浮力,再用控制变量法判断影响因素。

适合:初二/初三浮力复习、称重法不会用、阿基米德原理和变量控制容易混的学生家庭

很多孩子看到物体浸入水中,就直接写:“越深浮力越大。”这句话只在物体逐渐浸入、排开液体体积变大的过程中可能成立;一旦物体完全浸没,再加深通常就不能这样写了。

浮力大小可以用弹簧测力计间接测出来。

物体在空气中的示数是 G,浸在液体中的示数是 F拉,那么物体受到的浮力 F浮=G-F拉。

浮力大小与液体密度和物体排开液体的体积有关;在液体密度相同、物体完全浸没后,继续加深,浮力通常不变。

一、先会用称重法测浮力

用弹簧测力计挂住物体,先在空气中读出重力 G;再把物体浸入液体中,读出测力计示数 F拉。

称重法

浮力 = 物体重力 - 浸入液体时的拉力

物体浸入液体后,受到向上的浮力,弹簧测力计示数会变小。示数减少了多少,浮力就有多大。

状态
测力计示数
说明
在空气中
G
物体重力
浸入液体中
F拉
拉力变小
示数差
G-F拉
物体受到的浮力

先纠偏:不能把浸入液体后的弹簧测力计示数直接当成浮力。浮力是两次示数的差。

二、研究排开液体体积:液体密度要相同

把同一物体逐渐浸入同一种液体中,观察弹簧测力计示数如何变化。

物体状态
排开液体体积
浮力变化
刚浸入一部分
较小
浮力较小
浸入更多
增大
浮力增大
完全浸没
达到物体体积
浮力不再因继续加深而增大

同种液体中,物体排开液体的体积越大,受到的浮力越大。完全浸没后,排开液体体积不再变,浮力也通常不再变。

易错提醒:“浸得越深浮力越大”不是完整结论。要看排开液体体积是否还在变。

三、研究液体密度:排开体积要相同

要研究浮力和液体密度的关系,应让同一物体完全浸没在不同液体中,且排开液体体积相同,再比较浮力大小。

比较条件
保持不变
改变什么
同一物体完全浸没在水和盐水中
排开液体体积
液体密度
现象
盐水中测力计示数更小
说明浮力更大
结论
排开体积相同时
液体密度越大,浮力越大

公式联系

F浮=ρ液gV排

浮力大小看的是液体密度 ρ液 和排开液体体积 V排。物体自身密度会影响沉浮,但不是这个实验结论里直接比较的两个因素。

四、浮力和物体重力有关吗?

同一个实验里,很多孩子会把“物体越重,浮力越大”当结论。这个说法不稳。

在液体密度和排开液体体积相同的情况下,物体受到的浮力相同。物体重力会影响它是上浮、悬浮还是下沉,但浮力大小按排开液体来判断。

规范表达:浮力大小与液体密度、排开液体体积有关;判断沉浮时再比较浮力和重力的大小。

问题
看哪个关系
结论
浮力大小由什么决定
F浮=ρ液gV排
看液体密度和排开体积
物体会上浮还是下沉
F浮 和 G 比较
浮力大于重力上浮,小于重力下沉
完全浸没后继续下移
V排 是否变化
V排 不变,浮力通常不变

五、阿基米德原理怎么接上?

阿基米德原理说:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力大小等于它排开的液体所受的重力。

一句话记法

浮力不是看物体“有多重”,而是看它“排开了多少液体、排开的液体有多重”

所以同一个物体在盐水中浮力更大,是因为排开相同体积的盐水所受重力更大。

表达
物理含义
F浮=G排
浮力大小等于排开液体的重力
G排=ρ液gV排
排开液体的重力由液体密度和排开体积决定
完全浸没后 V排=V物
继续加深时 V排 不变

六、考前按这 5 句复述

浮力实验答题顺序

1 先用称重法:F浮=G-F拉。

2 同种液体中,排开液体体积越大,浮力越大。

3 物体完全浸没后,继续加深,排开体积不变,浮力通常不变。

4 排开体积相同时,液体密度越大,浮力越大。

5 判断沉浮时,再比较浮力和重力。

错误写法
建议改成
浸得越深浮力越大
未完全浸没时,排开液体体积越大,浮力越大;完全浸没后继续加深,浮力通常不变
测力计示数就是浮力
浮力等于空气中示数与液体中示数之差
物体越重浮力越大
浮力大小与液体密度和排开液体体积有关
盐水里浮力大是因为物体变轻
盐水密度大,排开相同体积液体的重力更大,所以浮力更大

写在最后

浮力题别急着喊“越深越大”。先看测力计示数差,再看 V排 和 ρ液,变量一清楚,结论就不会乱。

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