質量與浮力實驗裝置

『壹』 探究「浮力的大小跟哪些因素有關 的實驗.實驗器材

根據阿基米德原理，懸浮在液體上的物體所受浮力的大小決定於液體的密度和排開液體的體積！
或根據物體漂浮的條件：懸浮在液體上的物體所受浮力的大小決定於物體的質量（重力），即物體的密度和物體的體積。

『貳』 （2014泉州模擬）如圖甲所示為探究「浮力大小與物體浸入水中深度的關系」的實驗裝置．先在彈簧測力計的

（1）當圓柱體從開始浸入水中到完全浸入水中的過程中，圓柱體排開水的體積在逐漸變大，水的密度不變，由阿基米德原理F_浮=ρ_液V_排g可知浮力是變大的；而當圓柱體浸沒以後，再向水中下沉的時候，圓柱體排開水的體積不再發生變化，所以浮力是不變的．由此可知在整個過程中，圓柱體受到的浮力先變大、後不變，故選②；
（2）由（1）及圖象分析知，圓柱體排開水的體積在逐漸變大，測力計示數變小，浮力變大，可知浮力大小與物體排開液體體積有關；
當圓柱體全部浸入水中後，深度變化，測力計的示數不變，可知浸沒在液體中的物體受到浮力大小與浸沒的深度無關；
（3）由圖乙可知，圓柱體的重力為2.7N，圓柱體的質量m_金=

『叄』 設計探究浮力大小是否與物體質量有關的實驗的器材

1、沒有材料時可以舉例，可以比較大軍艦
和
小木船
，哪個浮力大
明顯軍艦的質量比木船的質量大的多，而軍艦的承載能力也明顯比木船大多。
似乎質量越大，浮力越大。
2、用一張錫箔紙，一盆水
揉成團就沉入水中，展開疊成小船，就浮在水面上，但是前後質量沒有變化，可見質量相同，浮力不一定相同
3、同樣大小的實心木球和鐵球
木球浮在水面，而鐵球沉入水底。鐵球的質量大，又似乎質量越大，浮力越小
由上面3個例子來看，浮力與質量並沒有關系

『肆』 浮力的問題

1．同樣重的鐵塊甲和乙，甲浸沒在水中，乙浸沒在煤油中，__________鐵塊受到的浮力要大一些．（ ＞ ）（題型二）
2．停在海里的小遊艇總重2.06 ×104N，它受到的浮力大小為_________N；它排開海水的體積為___________m3（海水的密度海水=1.03×103kg／m3，取 g=10N／kg）。（題型五）
3．一小球所受的重力為5N．體積為 5 × 10-4 m3。將它浸沒在水中時，所受的浮力大小為_________N（取 g=10N／kg），浮力的方向是________。放開手後，小球
將 （填「上浮」、「下沉」或「懸浮」）。（題型四）
4．我國農民常用鹽水浸泡法來選種，如圖13-67所示。在濃度適宜的鹽水中，飽滿的種子沉在底部是因為________，干癟、蟲蛀的種子浮在液面上是因為_________．（題型六）
5.懸浮在空中的氣球要下降,必須____________,從而使___________減小;潛水艇要從水中浮上來,要使潛水艇__________減小. （題型六）
6．把一木塊浸沒在水中，排開的水所受重力為12N，木塊受到的浮力 （ ）（題型二）
A．大於12N B．小於12N C．等於12N D．等於10N
7．把體積相同的鐵塊和鋁塊浸沒在水中,則 ( ) （題型二）
A.鐵塊受到的浮力大 B.鋁塊受到的浮力大
C.鐵塊與鋁塊受到的浮力一樣大 D.無法比較浮力大小
8．關於物體受到的浮力，下列說法正確的是 （ ）（題型二）
A．浮在水面的物體受到的浮力比沉在水底的物體受到的浮力大
B．物體排開水的體積越大受到的浮力越大
C．沒入水中的物體在水中位置越深受到的浮力越大
D．物體的密度越大受到的浮力越小
9．甲、乙、丙、丁是四個體積、形狀相同而材料不同的球，把它們投入水中靜止後的情況如圖13-68所示．它們中所受浮力最小的是 （ ）（題型二）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
10.兩個物體分別掛在彈簧測力計上,將它們同時浸沒同一種液體中,兩彈簧測力計減小的數值相同,兩物體必定有相同的 ( ) （題型二）
A.密度 B.體積 C.質量 D.形狀
11.潛水艇潛在水下航行,當它下潛的深度增加時,比較它所受到的水的壓力和浮力關系是( ) （題型五）
A.壓力越大,浮力越大 B.壓力越大,浮力不變
C.壓力不變,浮力越大 D.壓力不變,浮力不變
12．關於浮沉條件的應用，下列說法中正確的是（ ）（題型六）
A．潛水艇上浮過程中受到的浮力變大
B．氣象用探測氣球里所充氣體的密度小於空氣的密度
C．密度計上的刻度示數從下到上逐漸變大
D．密度計放在不同液體中所受浮力的大小與液體密度有關
13．「死海不死」的故事說的是……「將奴隸和俘虜扔進海里，可他們都漂浮在海面上—………」。以下是幾位同學對該現象的解釋，其中正確的是（ ）（題型五）
A．奴隸和俘虜是被水平仍進海里的
B．海水的密度等於人體的密度，人在海里自然漂浮
C．人被扔進海里漂浮在海面上時，浮力總大於其重力
D．人被扔進海里漂浮在海面上時，浮力等於其重力
14．將一支密度計先後放入甲、乙兩容器中，如圖13-69，兩容器中液體的密度分別是ρA、ρB 密度計受到液體的浮力是FA、FB，則密度和浮力的關系分別滿足（ ）（題型六）
A．ρA＜ρB ， FA=FB B．ρA＜ρB， FA＞FB
C．ρA＝ρB， FA＞FB D．ρA＞ρB ， FA=FB
15.如圖13-70所示是研究浮力與哪些因素有關的實驗，彈簧秤的示數依次是5N、4N、4N、3N．
（1）比較圖（乙）與圖（丙）可得到的結論是：浮力的大小與____________無關．
（2）比較圖（丙）與圖（丁）可得到的結論是：浮力的大小與____________無關．
（題型一）
      
       

16．有一金屬球，在空氣中稱得重3.8N，將它浸入盛滿水的溢水杯中時，有50ml水從溢水杯流入量筒，求：
⑴金屬球的體積
⑵金屬球所受浮力
⑶金屬球在水中時彈簧測力計示數
⑷金屬球的密度，它可能是由什麼金屬製成的？（題型三）
17．如圖13-71，將邊長為a的實心正方體木塊輕輕放入裝滿水的溢水杯中，設水的密度為ρ水，木塊靜止時，從杯中溢出水的質量為m 。根據以上條件，求出五個與木塊有關的物理量（木塊面積、體積除外）。

綜合提高訓練
1．金屬塊重10N，掛在彈簧測力計上，當它全部放在水中時，彈簧測力計的讀數為8N，此時金屬塊受到的浮力是_____N.如金屬塊有一半體積露出水面,彈簧測力計上的 讀數應該_____N.如果把金屬塊全部浸沒在酒精中，金屬塊受到的浮力是___ _N.（題型三）
2．一個實心物體，放在水中靜止時，有2/5 的體積露出水面，則該物體的密度是____________kg／m3。（題型五）
3．有一個木塊，把它浸在盛滿水的溢水杯中時，從杯中溢出10g水，若把它浸在盛滿酒精的溢水杯中，會從杯中溢出______g酒精（酒精密度是0.8×103kg/m3，水的密度是1.0×l03kg/m3，木塊的密度是0.5×103kg/m3）．（題型五）
4．如圖13-72所示，把一個小球分別放入盛滿不同液體的甲、乙兩個溢水杯中，甲杯中溢出的液體質量是40g，乙杯中溢出的液體質量是50g，則：小球質量是________g，甲、乙兩杯中液體的密度之比ρ甲 ：ρ乙 ________4 ：5（選填「＞」「=」或「＜」）
5．甲、乙是兩個體積相同而材料不同的實心球，它們靜止在某種液體中的情況如圖13-73所示，那麼兩球所受的浮力F甲 F乙，兩球的密度ρ甲 ρ乙（填「大於」「小於」或「等於」）
（題型五）
6.如圖13-74所示，研究浮力與排開液體的體積有關的實驗裝置是下圖中的（ ）（題型一）
A. 圖(a)和圖(b) B. 圖(a)和圖(c)
C. 圖(b)和圖(c) D. 圖(a)、(b)和圖(c)

7．將鐵、銅、鉛製成三個實心金屬球，用細線拴好，分別掛在三個完全相同的彈簧秤下，將三個金屬球沒入水中，但不碰容器底，此時三隻彈秤的示數相同．現將三個金屬球提出水面後靜止，則（ ）（ ＜ ＜ ） （題型二）
A．掛著鐵球的彈簧秤示數最小 B．掛著銅球的彈簧秤示數最小
C．掛著鉛球的彈簧秤示數最小 D．三個彈簧秤示數相同
8．如圖13-75所示，同一物體浸在甲液體中懸浮（圖a），浸在乙液體中漂浮（圖b）。比較物體在兩種液體中所受浮力F甲和F乙的大小，及兩種液體的密度ρ甲和ρ乙的大小，可以確定正確的是（ ）（題型五）
A．F甲 = F乙，ρ甲 = ρ乙 B．F甲 = F乙，ρ甲 ＜ ρ乙
C．F甲 ＜ F乙，ρ甲 = ρ乙 D．F甲 ＞ F乙，ρ甲 ＞ ρ乙
9．在遠洋輪船的船舷上，都漆著五條「吃水線」，又稱「載重線」，如圖13-76所示．其中標有W的是北大西洋載重線，標有S的是印度洋載重線．當船從北大西洋駛向印度洋時，輪船受到的浮力以及北大西洋與印度洋的海水密度 和 的關系，有（ ）（題型六）
A．浮力增大， ＝ B．浮力減小， ＝
C．浮力不變， ＞ D．浮力不變， ＜
10．兩實心球a、b的密度之比為4∶3，體積之比為1∶2，放入水中靜止後所受浮力之比為2∶3，則可能是 （ ）（題型四）
A．兩球均沉入水底 B．兩球均漂浮在水面上
C．a球下沉，b球漂浮 D．a球漂浮，b球下沉
11．.在探究「影響浮力大小的因素」這一問題時，班級的「物理小博土」為同學們做了如圖13-77所示的一系列實驗.請你從中選出一些圖，針對某一個因素進行探究，並通過分析彈簧測力計的示數，說明你的探究結果.
探究的因素是:________________________________.
選用的圖是：______________________.(填圖中的序號)
探究的結果是_________________________________________.（題型一）

12．一天，小麗拿著一個正方體的金屬塊來找你，希望你能幫助她測出這個金屬塊浸沒在水中時受到的浮力是多少．她提供的實驗器材有：刻度尺、彈簧測力計、天平（附砝碼）、量筒、燒杯、細線和水，供你選擇．請根據你所設計的方法，把所選器材、實驗步驟、計算浮力的表達式填寫在下表中．
注意：（1）只需填寫一種方法．（2）實驗步驟中要寫明所需測量的物理量及其符號．
實驗器材 金屬塊
實驗步驟
用測量量的符號寫出計算浮力的表達式
13．曾經有人向諾貝爾獎獲得者、一位著名科學家求教一道題，題意大致如下：池中有一條船，船上裝有石頭，如果把船上的石頭投入水中，池內水位將如何變化？這位科學家立刻判斷水面會上升，因為船中石頭投入水中後，池水因為石頭佔去一定體積而「膨脹」，水位應該上升。事實說明這位諾貝爾獎獲得者的解釋錯了，此事因而成為名人的一則趣聞，清分析一下他到底錯在何處？（題型五）
14．一個廁所便桶結構圖如圖13-78所示，出水口上的橡膠蓋是空心的，放水水漂浮在水面上，水從出水口六畜，如圖，隨著水的流出，水面下降，直到橡膠蓋蓋住出水口，放水過程結束。注水過程中和注滿水後，橡膠蓋都蓋住出水口。 （題型六）
（1）請判斷，圖中在放水時，空心的橡膠蓋的重力與它受到水的浮力的大小關系是 。
（2）這種裝置的一個重要缺點是，每次沖便桶都要用掉一桶水，為了節約用水，請你對橡膠蓋做一些改造，使得按下手柄時橡膠蓋抬起放水，松開手後，橡膠蓋能立即蓋上出水口，停止放水。
改造的方法是：
15．已知某實心小球是由下表中所列出的塑料材料中的一種製成的。為了鑒別該小球究竟是由其中哪一種塑料製成的，某同學設計並進行了以下實驗：

(1)把該小球放人盛有足夠多酒精的量杯中，鬆手後，當小球處於平衡狀態時，發現量杯內的液面由60mL處升高到90mL處（已知酒精的密度是0.8 × 103 kg/m3）；
(2)再把該小球放人另一隻盛有足夠多水的量杯中，鬆手後，當小球處於平衡狀態時，發現量杯內的水面由60mL處升高到87mL處。由以上實驗數據，可推知該塑料小球的質量是_________kg，組成該小球的材料是____________。 （題型四）
16．小李同學為了測量某種液體的密度和實心金屬塊的密度，他先在彈簧秤下掛上金屬塊，靜止時彈簧秤示數如圖13-79甲所示.然後將金屬塊浸沒在盛滿該液體的溢水杯中，此時彈簧秤示數如圖13-79乙所示，溢出液體在量筒中液面位置如圖乙所示.則（取g＝I0N/kg）
(1)從溢水杯溢出的液體體積為 cm3.
(2)該液體的密度為 kg/m3.
(3)實心金屬塊的密度為 kg/m3.

17．如圖13-80甲所示，一圓柱形容器豎直放置在水平桌面上，其側壁有一溢水口C，容器內的液面恰好與溢水口C齊平．先將一個由均勻材料製成的船形物A開口向上放入容器中，當船形物漂浮。在液面上（如圖13-80乙所示），從溢水口溢出液體的體積為V；然後使船形物A反轉90°，當它浸沒在液體中後容器內的液面下降了h（在船形物由漂浮到浸沒的過程器內的液體未溢出）．已知圓柱形容器的底面積為S，液體的密度為 ，
則（1）船形物A的質量mA＝__________；
  （2）組成船形物A材料的密度 ＝________．（題型五）
18．旅遊用的遊艇上常常備有救生衣（一種顏色比較鮮艷的背心，並用密度比較小的發泡材料做成內膽），請你用下面給定的要求和數據來設計救生衣：①按能救護的人的質量為80Kg設計；②為了保護人的安全，穿上該救生衣能使人的10％的體積露出水面；③發泡材料的密度為0.01×103Kg/m3；④做救生衣的面料及其他輔料的質量不計；⑤人的密度可近似地取1×103Kg/m3．
  請回答：
  （1）為什麼要用顏色比較鮮艷的面料來做救生衣？
  （2）計算做一件這種救生衣的發泡材料的最小質量．（題型五）

『伍』 某科技小組同學製作了一個測量物體質量的裝置浮力秤

沒圖啊.
那想像一下做做吧
秤盤底浸入水中的部分體積是V=0.05m*200厘米2*10的負4次
=0.001立方米
那秤盤所受浮力為F浮=液體密度*g*V排
=1000kg/立方米*0.001立方米*10N\kg
=10N

『陸』 與浮力有關的探究實驗（要全過程）

37. （1）把天平放在水平桌面上，調節天平平衡；（有此項給1分，沒有扣1分）。
（2）用刻度尺測出試管的長度L並記錄；
（3）用葯匙取適量的細沙裝入試管，用天平測出細沙和試管的總質量m1；再將試管放入盛有水的水槽中，使試管豎直漂浮在水面上靜止，用刻度尺測出試管露出水面的高度h1；將m1、h1記錄在表格內。
（4）用抹布擦乾試管，用葯匙再取適量的細沙裝入試管，用天平測出細沙和試管的總質量m2；再將試管放入盛有水的水槽中，使試管豎直漂浮在水面上靜止，用刻度尺測出試管露出水面的高度h2；將m2、h2記錄在表格內。
（5）仿照步驟（4）再做4次實驗，測出細沙和試管的總質量m3、m4、m5、m6；測出每次試管露出水面的高度h3、h4、h5、h6，並將數值記錄在表格內。
（6）計算出每次試管浸入水中的深度（L-h）和排開水的體積V排；將數據記錄在表管內。
（7）根據物體漂浮時F浮＝G物，可知試管每次漂浮時所受的浮力F浮。
（8）分析F浮和試管排開水的體積V排確定兩者的關系。
說明：此題實驗步驟4分。寫「用調好的天平測量試管和細砂的質量」，沒有操作（1）也可以給1分。（2）-（8）操作要有三個要點，才給3分：要點1：試管豎直漂浮靜止；要點2：有多次測量試管露出水面高度和試管、細沙總質量；要點3：有計算每次試管排開水的體積
V排。
若用刻度尺直接測量試管在水中的深度、把濕試制接放在天平盤上測其質量屬於不規范操作，扣掉1分。
S＝
實驗次數 1 2 3 4 5 6
試管的長度/cm
細沙和試管的總質量m／kg
重力G／N
浮力F浮／N
試管露出水面高度h／cm
試管浸入水中深度L-h/cm
試管排開水的體積V排／cm3
說明：此表格2分。數據表格項目齊全能夠分析出F浮與V排的關系給1分，若沒有重力G／N、試管浸入水中深度L-h/cm，可以不扣分。其他方法正確同樣得分。

『柒』 在「質量守恆定律」的課堂教學中，老師引導同學們進行「化學反應中，反應物與生成物的質量關系」的實驗探

（1）由於白磷剛引燃時燃燒放出大量的熱，使裝置內氣體受熱膨脹將氣球脹大，裝置受到的浮力增大所以天平不平衡；
（2）根據質量守恆定律參加化學反應的各物質質量總和等於反應後生成的各物質質量總和，所以反應前後原子的數目沒有增減，原子的種類沒有改變，原子的質量沒有變化；B實驗中鹽酸與碳酸鈉反應生成了氯化鈉、水、二氧化碳，生成的二氧化碳跑到了空氣中，使剩餘物質質量減少、D實驗鎂條燃燒產生大量的白煙，逸散到空氣中，所以剩餘質量減少；
（3）由於氫氣密度比空氣小，產生的氫氣將氣球脹大，裝置受到的浮力增大，稱得的質量減少，根據質量守恆定律可知化學變化都符合質量守恆定律．
故答案為：（1）後一種 白磷剛引燃時，裝置內氣體受熱膨脹將氣球脹大，裝置受到的浮
力增大 （2）化學反應是反應物的原子重新組合，原子的種類、數目、質量不變，生成物的質量也不會改變 反應時產生的二氧化碳氣體擴散到空氣中，剩餘物的質量減少 反應時產生的白煙擴散到空氣中，剩餘物的質量減少（3）產生的氫氣將氣球脹大，裝置受到的浮力增大 等於

『捌』 探究浮力的大小等於什麼【實驗步驟】

1、（1）小明和小紅在探究「浮力的大小等於什麼？」的實驗中，做了如下（圖）測量：寫出以上探究中，不重復操作的合理順序 （只填代號），四步實驗中彈簧測力計的示數F1、F2、F3、F4之間的大小關系是 ，通過探究，得出的結論是F浮= G排。（2）小明和小紅將不同的實心物塊浸沒在液體中並鬆手後，發現有的物塊上升至液面，有的物塊下降至容器底部。為了研究實心物塊的質量和體積對此現象的影響， 他們分別用甲、乙兩種不同的液體做實驗。表一、表二是他們記錄的實驗數據及觀察到的實驗現象。表一：液體甲（質量為8.0 kg，體積為8.0×lO-3 m 3）實驗序號物塊質量(×10-3kg)體積(×10-6m3 )現 象1A7.530上升至液面2B25.242上升至液面3C24.327上升至液面4D21.612下降至底部5E91.834下降至底部表二：液體乙 (質量為6.4 kg，體積為8.0×lO-3 m 3) 實驗序號物塊質量(×10-3kg)體積(×10-6m3 )現 象6A7.530上升至液面7B25.242上升至液面8C24.327下降至底部9D21.612下降至底部10E91.834下降至底部 小明分析以上的數據及現象，發現物塊C漂浮在液體甲中所受的浮力是 N，物塊C浸沒在液體乙中所受的浮力是 N；（g取10N/kg） 他們進一步綜合分析表一、表二中的數據及現象，歸納得出結論：當物塊的質量與體積的比值 液體的質量與體積的比值時，液體中的物塊就 ；當物塊的質量與體積的比值 液體的質量與體積的比值時，液體中的物塊就 。（均選填：「大於」、「小於」、「等於」、「上升」或「下降」）答案 1、（1）DACB；F1－F3＝F2－F4（2）0.243；0.216；小於，上升；大於，下降（或答：大於，下降；小於，上升）

『玖』 探究浮力大小是否與物體浸在液體中的體積和液體的密度有關實驗

（1）要探究浮力與物體質量的關系就要控制液體的密度和物體排開液體的體積，因此我們可以用同體積的銅塊和鋁塊讓它們浸沒再同種液體中．故答案為：等體積的銅塊和鋁塊
（2）實驗步驟：用細線分別系好銅塊和鋁塊，並分別掛在彈簧測力計上，測出重G1和G2；再將銅塊和鋁塊分別浸沒在水中時，讀出彈簧測力計的示數F1和F2；再計算出F1浮=G-F1和F2浮=G2-F2；最後比較F1浮和F2浮的大小，即可檢驗上述猜想．

『拾』 探究浮力大小與哪些因素有關的實驗裝置

如圖是「探究浮力大小與那些因素有關」的實驗裝置，請根據圖示回答問題：

（1）由圖___和____可知浸入液體中的物體所受浮力的大小跟排開液體的體積有關。
（2）由圖____和_____可知物體排開液體體積相同時，浮力大小跟物體種類有關。
（3）當物體完全浸沒在水中時，物體上下表面所受壓力的差為____N。
題型：探究題難度：中檔來源：湖南省模擬題
答案（找作業答案--->>上魔方格）
（1）B，C（2）C ，D（3）3