质量与浮力实验装置

『壹』 探究“浮力的大小跟哪些因素有关 的实验.实验器材

根据阿基米德原理，悬浮在液体上的物体所受浮力的大小决定于液体的密度和排开液体的体积！
或根据物体漂浮的条件：悬浮在液体上的物体所受浮力的大小决定于物体的质量（重力），即物体的密度和物体的体积。

『贰』 （2014泉州模拟）如图甲所示为探究“浮力大小与物体浸入水中深度的关系”的实验装置．先在弹簧测力计的

（1）当圆柱体从开始浸入水中到完全浸入水中的过程中，圆柱体排开水的体积在逐渐变大，水的密度不变，由阿基米德原理F_浮=ρ_液V_排g可知浮力是变大的；而当圆柱体浸没以后，再向水中下沉的时候，圆柱体排开水的体积不再发生变化，所以浮力是不变的．由此可知在整个过程中，圆柱体受到的浮力先变大、后不变，故选②；
（2）由（1）及图象分析知，圆柱体排开水的体积在逐渐变大，测力计示数变小，浮力变大，可知浮力大小与物体排开液体体积有关；
当圆柱体全部浸入水中后，深度变化，测力计的示数不变，可知浸没在液体中的物体受到浮力大小与浸没的深度无关；
（3）由图乙可知，圆柱体的重力为2.7N，圆柱体的质量m_金=

『叁』 设计探究浮力大小是否与物体质量有关的实验的器材

1、没有材料时可以举例，可以比较大军舰
和
小木船
，哪个浮力大
明显军舰的质量比木船的质量大的多，而军舰的承载能力也明显比木船大多。
似乎质量越大，浮力越大。
2、用一张锡箔纸，一盆水
揉成团就沉入水中，展开叠成小船，就浮在水面上，但是前后质量没有变化，可见质量相同，浮力不一定相同
3、同样大小的实心木球和铁球
木球浮在水面，而铁球沉入水底。铁球的质量大，又似乎质量越大，浮力越小
由上面3个例子来看，浮力与质量并没有关系

『肆』 浮力的问题

1．同样重的铁块甲和乙，甲浸没在水中，乙浸没在煤油中，__________铁块受到的浮力要大一些．（ ＞ ）（题型二）
2．停在海里的小游艇总重2.06 ×104N，它受到的浮力大小为_________N；它排开海水的体积为___________m3（海水的密度海水=1.03×103kg／m3，取 g=10N／kg）。（题型五）
3．一小球所受的重力为5N．体积为 5 × 10-4 m3。将它浸没在水中时，所受的浮力大小为_________N（取 g=10N／kg），浮力的方向是________。放开手后，小球
将 （填“上浮”、“下沉”或“悬浮”）。（题型四）
4．我国农民常用盐水浸泡法来选种，如图13-67所示。在浓度适宜的盐水中，饱满的种子沉在底部是因为________，干瘪、虫蛀的种子浮在液面上是因为_________．（题型六）
5.悬浮在空中的气球要下降,必须____________,从而使___________减小;潜水艇要从水中浮上来,要使潜水艇__________减小. （题型六）
6．把一木块浸没在水中，排开的水所受重力为12N，木块受到的浮力 （ ）（题型二）
A．大于12N B．小于12N C．等于12N D．等于10N
7．把体积相同的铁块和铝块浸没在水中,则 ( ) （题型二）
A.铁块受到的浮力大 B.铝块受到的浮力大
C.铁块与铝块受到的浮力一样大 D.无法比较浮力大小
8．关于物体受到的浮力，下列说法正确的是 （ ）（题型二）
A．浮在水面的物体受到的浮力比沉在水底的物体受到的浮力大
B．物体排开水的体积越大受到的浮力越大
C．没入水中的物体在水中位置越深受到的浮力越大
D．物体的密度越大受到的浮力越小
9．甲、乙、丙、丁是四个体积、形状相同而材料不同的球，把它们投入水中静止后的情况如图13-68所示．它们中所受浮力最小的是 （ ）（题型二）
A．甲 B．乙 C．丙 D．丁
10.两个物体分别挂在弹簧测力计上,将它们同时浸没同一种液体中,两弹簧测力计减小的数值相同,两物体必定有相同的 ( ) （题型二）
A.密度 B.体积 C.质量 D.形状
11.潜水艇潜在水下航行,当它下潜的深度增加时,比较它所受到的水的压力和浮力关系是( ) （题型五）
A.压力越大,浮力越大 B.压力越大,浮力不变
C.压力不变,浮力越大 D.压力不变,浮力不变
12．关于浮沉条件的应用，下列说法中正确的是（ ）（题型六）
A．潜水艇上浮过程中受到的浮力变大
B．气象用探测气球里所充气体的密度小于空气的密度
C．密度计上的刻度示数从下到上逐渐变大
D．密度计放在不同液体中所受浮力的大小与液体密度有关
13．“死海不死”的故事说的是……“将奴隶和俘虏扔进海里，可他们都漂浮在海面上—………”。以下是几位同学对该现象的解释，其中正确的是（ ）（题型五）
A．奴隶和俘虏是被水平仍进海里的
B．海水的密度等于人体的密度，人在海里自然漂浮
C．人被扔进海里漂浮在海面上时，浮力总大于其重力
D．人被扔进海里漂浮在海面上时，浮力等于其重力
14．将一支密度计先后放入甲、乙两容器中，如图13-69，两容器中液体的密度分别是ρA、ρB 密度计受到液体的浮力是FA、FB，则密度和浮力的关系分别满足（ ）（题型六）
A．ρA＜ρB ， FA=FB B．ρA＜ρB， FA＞FB
C．ρA＝ρB， FA＞FB D．ρA＞ρB ， FA=FB
15.如图13-70所示是研究浮力与哪些因素有关的实验，弹簧秤的示数依次是5N、4N、4N、3N．
（1）比较图（乙）与图（丙）可得到的结论是：浮力的大小与____________无关．
（2）比较图（丙）与图（丁）可得到的结论是：浮力的大小与____________无关．
（题型一）
      
       

16．有一金属球，在空气中称得重3.8N，将它浸入盛满水的溢水杯中时，有50ml水从溢水杯流入量筒，求：
⑴金属球的体积
⑵金属球所受浮力
⑶金属球在水中时弹簧测力计示数
⑷金属球的密度，它可能是由什么金属制成的？（题型三）
17．如图13-71，将边长为a的实心正方体木块轻轻放入装满水的溢水杯中，设水的密度为ρ水，木块静止时，从杯中溢出水的质量为m 。根据以上条件，求出五个与木块有关的物理量（木块面积、体积除外）。

综合提高训练
1．金属块重10N，挂在弹簧测力计上，当它全部放在水中时，弹簧测力计的读数为8N，此时金属块受到的浮力是_____N.如金属块有一半体积露出水面,弹簧测力计上的 读数应该_____N.如果把金属块全部浸没在酒精中，金属块受到的浮力是___ _N.（题型三）
2．一个实心物体，放在水中静止时，有2/5 的体积露出水面，则该物体的密度是____________kg／m3。（题型五）
3．有一个木块，把它浸在盛满水的溢水杯中时，从杯中溢出10g水，若把它浸在盛满酒精的溢水杯中，会从杯中溢出______g酒精（酒精密度是0.8×103kg/m3，水的密度是1.0×l03kg/m3，木块的密度是0.5×103kg/m3）．（题型五）
4．如图13-72所示，把一个小球分别放入盛满不同液体的甲、乙两个溢水杯中，甲杯中溢出的液体质量是40g，乙杯中溢出的液体质量是50g，则：小球质量是________g，甲、乙两杯中液体的密度之比ρ甲 ：ρ乙 ________4 ：5（选填“＞”“=”或“＜”）
5．甲、乙是两个体积相同而材料不同的实心球，它们静止在某种液体中的情况如图13-73所示，那么两球所受的浮力F甲 F乙，两球的密度ρ甲 ρ乙（填“大于”“小于”或“等于”）
（题型五）
6.如图13-74所示，研究浮力与排开液体的体积有关的实验装置是下图中的（ ）（题型一）
A. 图(a)和图(b) B. 图(a)和图(c)
C. 图(b)和图(c) D. 图(a)、(b)和图(c)

7．将铁、铜、铅制成三个实心金属球，用细线拴好，分别挂在三个完全相同的弹簧秤下，将三个金属球没入水中，但不碰容器底，此时三只弹秤的示数相同．现将三个金属球提出水面后静止，则（ ）（ ＜ ＜ ） （题型二）
A．挂着铁球的弹簧秤示数最小 B．挂着铜球的弹簧秤示数最小
C．挂着铅球的弹簧秤示数最小 D．三个弹簧秤示数相同
8．如图13-75所示，同一物体浸在甲液体中悬浮（图a），浸在乙液体中漂浮（图b）。比较物体在两种液体中所受浮力F甲和F乙的大小，及两种液体的密度ρ甲和ρ乙的大小，可以确定正确的是（ ）（题型五）
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．在远洋轮船的船舷上，都漆着五条“吃水线”，又称“载重线”，如图13-76所示．其中标有W的是北大西洋载重线，标有S的是印度洋载重线．当船从北大西洋驶向印度洋时，轮船受到的浮力以及北大西洋与印度洋的海水密度 和 的关系，有（ ）（题型六）
A．浮力增大， ＝ B．浮力减小， ＝
C．浮力不变， ＞ D．浮力不变， ＜
10．两实心球a、b的密度之比为4∶3，体积之比为1∶2，放入水中静止后所受浮力之比为2∶3，则可能是 （ ）（题型四）
A．两球均沉入水底 B．两球均漂浮在水面上
C．a球下沉，b球漂浮 D．a球漂浮，b球下沉
11．.在探究“影响浮力大小的因素”这一问题时，班级的“物理小博土”为同学们做了如图13-77所示的一系列实验.请你从中选出一些图，针对某一个因素进行探究，并通过分析弹簧测力计的示数，说明你的探究结果.
探究的因素是:________________________________.
选用的图是：______________________.(填图中的序号)
探究的结果是_________________________________________.（题型一）

12．一天，小丽拿着一个正方体的金属块来找你，希望你能帮助她测出这个金属块浸没在水中时受到的浮力是多少．她提供的实验器材有：刻度尺、弹簧测力计、天平（附砝码）、量筒、烧杯、细线和水，供你选择．请根据你所设计的方法，把所选器材、实验步骤、计算浮力的表达式填写在下表中．
注意：（1）只需填写一种方法．（2）实验步骤中要写明所需测量的物理量及其符号．
实验器材 金属块
实验步骤
用测量量的符号写出计算浮力的表达式
13．曾经有人向诺贝尔奖获得者、一位著名科学家求教一道题，题意大致如下：池中有一条船，船上装有石头，如果把船上的石头投入水中，池内水位将如何变化？这位科学家立刻判断水面会上升，因为船中石头投入水中后，池水因为石头占去一定体积而“膨胀”，水位应该上升。事实说明这位诺贝尔奖获得者的解释错了，此事因而成为名人的一则趣闻，清分析一下他到底错在何处？（题型五）
14．一个厕所便桶结构图如图13-78所示，出水口上的橡胶盖是空心的，放水水漂浮在水面上，水从出水口六畜，如图，随着水的流出，水面下降，直到橡胶盖盖住出水口，放水过程结束。注水过程中和注满水后，橡胶盖都盖住出水口。 （题型六）
（1）请判断，图中在放水时，空心的橡胶盖的重力与它受到水的浮力的大小关系是 。
（2）这种装置的一个重要缺点是，每次冲便桶都要用掉一桶水，为了节约用水，请你对橡胶盖做一些改造，使得按下手柄时橡胶盖抬起放水，松开手后，橡胶盖能立即盖上出水口，停止放水。
改造的方法是：
15．已知某实心小球是由下表中所列出的塑料材料中的一种制成的。为了鉴别该小球究竟是由其中哪一种塑料制成的，某同学设计并进行了以下实验：

(1)把该小球放人盛有足够多酒精的量杯中，松手后，当小球处于平衡状态时，发现量杯内的液面由60mL处升高到90mL处（已知酒精的密度是0.8 × 103 kg/m3）；
(2)再把该小球放人另一只盛有足够多水的量杯中，松手后，当小球处于平衡状态时，发现量杯内的水面由60mL处升高到87mL处。由以上实验数据，可推知该塑料小球的质量是_________kg，组成该小球的材料是____________。 （题型四）
16．小李同学为了测量某种液体的密度和实心金属块的密度，他先在弹簧秤下挂上金属块，静止时弹簧秤示数如图13-79甲所示.然后将金属块浸没在盛满该液体的溢水杯中，此时弹簧秤示数如图13-79乙所示，溢出液体在量筒中液面位置如图乙所示.则（取g＝I0N/kg）
(1)从溢水杯溢出的液体体积为 cm3.
(2)该液体的密度为 kg/m3.
(3)实心金属块的密度为 kg/m3.

17．如图13-80甲所示，一圆柱形容器竖直放置在水平桌面上，其侧壁有一溢水口C，容器内的液面恰好与溢水口C齐平．先将一个由均匀材料制成的船形物A开口向上放入容器中，当船形物漂浮。在液面上（如图13-80乙所示），从溢水口溢出液体的体积为V；然后使船形物A反转90°，当它浸没在液体中后容器内的液面下降了h（在船形物由漂浮到浸没的过程器内的液体未溢出）．已知圆柱形容器的底面积为S，液体的密度为 ，
则（1）船形物A的质量mA＝__________；
  （2）组成船形物A材料的密度 ＝________．（题型五）
18．旅游用的游艇上常常备有救生衣（一种颜色比较鲜艳的背心，并用密度比较小的发泡材料做成内胆），请你用下面给定的要求和数据来设计救生衣：①按能救护的人的质量为80Kg设计；②为了保护人的安全，穿上该救生衣能使人的10％的体积露出水面；③发泡材料的密度为0.01×103Kg/m3；④做救生衣的面料及其他辅料的质量不计；⑤人的密度可近似地取1×103Kg/m3．
  请回答：
  （1）为什么要用颜色比较鲜艳的面料来做救生衣？
  （2）计算做一件这种救生衣的发泡材料的最小质量．（题型五）

『伍』 某科技小组同学制作了一个测量物体质量的装置浮力秤

没图啊.
那想象一下做做吧
秤盘底浸入水中的部分体积是V=0.05m*200厘米2*10的负4次
=0.001立方米
那秤盘所受浮力为F浮=液体密度*g*V排
=1000kg/立方米*0.001立方米*10N\kg
=10N

『陆』 与浮力有关的探究实验（要全过程）

37. （1）把天平放在水平桌面上，调节天平平衡；（有此项给1分，没有扣1分）。
（2）用刻度尺测出试管的长度L并记录；
（3）用药匙取适量的细沙装入试管，用天平测出细沙和试管的总质量m1；再将试管放入盛有水的水槽中，使试管竖直漂浮在水面上静止，用刻度尺测出试管露出水面的高度h1；将m1、h1记录在表格内。
（4）用抹布擦干试管，用药匙再取适量的细沙装入试管，用天平测出细沙和试管的总质量m2；再将试管放入盛有水的水槽中，使试管竖直漂浮在水面上静止，用刻度尺测出试管露出水面的高度h2；将m2、h2记录在表格内。
（5）仿照步骤（4）再做4次实验，测出细沙和试管的总质量m3、m4、m5、m6；测出每次试管露出水面的高度h3、h4、h5、h6，并将数值记录在表格内。
（6）计算出每次试管浸入水中的深度（L-h）和排开水的体积V排；将数据记录在表管内。
（7）根据物体漂浮时F浮＝G物，可知试管每次漂浮时所受的浮力F浮。
（8）分析F浮和试管排开水的体积V排确定两者的关系。
说明：此题实验步骤4分。写“用调好的天平测量试管和细砂的质量”，没有操作（1）也可以给1分。（2）-（8）操作要有三个要点，才给3分：要点1：试管竖直漂浮静止；要点2：有多次测量试管露出水面高度和试管、细沙总质量；要点3：有计算每次试管排开水的体积
V排。
若用刻度尺直接测量试管在水中的深度、把湿试制接放在天平盘上测其质量属于不规范操作，扣掉1分。
S＝
实验次数 1 2 3 4 5 6
试管的长度/cm
细沙和试管的总质量m／kg
重力G／N
浮力F浮／N
试管露出水面高度h／cm
试管浸入水中深度L-h/cm
试管排开水的体积V排／cm3
说明：此表格2分。数据表格项目齐全能够分析出F浮与V排的关系给1分，若没有重力G／N、试管浸入水中深度L-h/cm，可以不扣分。其他方法正确同样得分。

『柒』 在“质量守恒定律”的课堂教学中，老师引导同学们进行“化学反应中，反应物与生成物的质量关系”的实验探

（1）由于白磷刚引燃时燃烧放出大量的热，使装置内气体受热膨胀将气球胀大，装置受到的浮力增大所以天平不平衡；
（2）根据质量守恒定律参加化学反应的各物质质量总和等于反应后生成的各物质质量总和，所以反应前后原子的数目没有增减，原子的种类没有改变，原子的质量没有变化；B实验中盐酸与碳酸钠反应生成了氯化钠、水、二氧化碳，生成的二氧化碳跑到了空气中，使剩余物质质量减少、D实验镁条燃烧产生大量的白烟，逸散到空气中，所以剩余质量减少；
（3）由于氢气密度比空气小，产生的氢气将气球胀大，装置受到的浮力增大，称得的质量减少，根据质量守恒定律可知化学变化都符合质量守恒定律．
故答案为：（1）后一种 白磷刚引燃时，装置内气体受热膨胀将气球胀大，装置受到的浮
力增大 （2）化学反应是反应物的原子重新组合，原子的种类、数目、质量不变，生成物的质量也不会改变 反应时产生的二氧化碳气体扩散到空气中，剩余物的质量减少 反应时产生的白烟扩散到空气中，剩余物的质量减少（3）产生的氢气将气球胀大，装置受到的浮力增大 等于

『捌』 探究浮力的大小等于什么【实验步骤】

1、（1）小明和小红在探究“浮力的大小等于什么？”的实验中，做了如下（图）测量：写出以上探究中，不重复操作的合理顺序 （只填代号），四步实验中弹簧测力计的示数F1、F2、F3、F4之间的大小关系是 ，通过探究，得出的结论是F浮= G排。（2）小明和小红将不同的实心物块浸没在液体中并松手后，发现有的物块上升至液面，有的物块下降至容器底部。为了研究实心物块的质量和体积对此现象的影响， 他们分别用甲、乙两种不同的液体做实验。表一、表二是他们记录的实验数据及观察到的实验现象。表一：液体甲（质量为8.0 kg，体积为8.0×lO-3 m 3）实验序号物块质量(×10-3kg)体积(×10-6m3 )现 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：液体乙 (质量为6.4 kg，体积为8.0×lO-3 m 3) 实验序号物块质量(×10-3kg)体积(×10-6m3 )现 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 小明分析以上的数据及现象，发现物块C漂浮在液体甲中所受的浮力是 N，物块C浸没在液体乙中所受的浮力是 N；（g取10N/kg） 他们进一步综合分析表一、表二中的数据及现象，归纳得出结论：当物块的质量与体积的比值 液体的质量与体积的比值时，液体中的物块就 ；当物块的质量与体积的比值 液体的质量与体积的比值时，液体中的物块就 。（均选填：“大于”、“小于”、“等于”、“上升”或“下降”）答案 1、（1）DACB；F1－F3＝F2－F4（2）0.243；0.216；小于，上升；大于，下降（或答：大于，下降；小于，上升）

『玖』 探究浮力大小是否与物体浸在液体中的体积和液体的密度有关实验

（1）要探究浮力与物体质量的关系就要控制液体的密度和物体排开液体的体积，因此我们可以用同体积的铜块和铝块让它们浸没再同种液体中．故答案为：等体积的铜块和铝块
（2）实验步骤：用细线分别系好铜块和铝块，并分别挂在弹簧测力计上，测出重G1和G2；再将铜块和铝块分别浸没在水中时，读出弹簧测力计的示数F1和F2；再计算出F1浮=G-F1和F2浮=G2-F2；最后比较F1浮和F2浮的大小，即可检验上述猜想．

『拾』 探究浮力大小与哪些因素有关的实验装置

如图是“探究浮力大小与那些因素有关”的实验装置，请根据图示回答问题：

（1）由图___和____可知浸入液体中的物体所受浮力的大小跟排开液体的体积有关。
（2）由图____和_____可知物体排开液体体积相同时，浮力大小跟物体种类有关。
（3）当物体完全浸没在水中时，物体上下表面所受压力的差为____N。
题型：探究题难度：中档来源：湖南省模拟题
答案（找作业答案--->>上魔方格）
（1）B，C（2）C ，D（3）3