浮力的有关知识和应用,是初中知识的难点,它综合了质量和密度、二力平衡、力的合成等到有关知识,对同学们的综合能力和分析问题的能力有较高的要求。这也为我们进行探究性学习提供了广阔的空间。所以,近两年中考试题中频频出现有关浮力知识的探究性试题,下面我们共同来品味两道来自“浮力”的探究性实验中考题。
题目一:在“探究浮力的大小跟哪些因素有关”时,同学们提出了如下的猜想:
① 可能跟物体浸入液体的深度有关;
② 可能跟物体的重力有关;
③ 可能跟物体的体积有关;
④ 可能跟物体浸入液体的体积有关;
⑤ 可能跟液体的密度有关。
为了验证上述猜想,李明做了如图1所示的实验:他在弹簧测力计下端挂一个铁块,依次把它缓缓地浸入水中不同位置,在这一实验中:
(1) 铁块从位置1?2?3的过程中,弹簧测力计的示数??,说明铁块受到的浮力??;从位置3?4的过程中,弹簧测力计的示数??,说明铁块受到的浮力??。(填“变大”、“变小”或“不变”)
(2) 通过这一实验可以验证上述猜想??是正确的,猜想??是不正确的。(填上面猜想的序号)
(3) 给你一杯清水、一个熟鸡蛋和适量的食盐(如图2),请你设计实验验证浮力与液体的密度是否有关。简要写出你的实验验证的方法。
图1
图2
解析:从实验中的1→2→3可以看出,随着铁块浸入水中的体积增大,弹簧测力计的示数逐渐减小,说明物体所受的浮力与物体排开的液体的体积有关;3→4可知,物体排开的水的体积不变,弹簧测力计的示数不变,说明物体所受的浮力有大小与物体所处的深度无关;要验证浮力的大小与排开的液体的种类的关系,可使物体排开的液体的体积相同,而排开液体的种类不同。取鸡蛋放入清水中使其浸没下沉,此时重力大于鸡蛋的浮力,当向清水中逐渐加盐水后,盐水的密度变大,鸡蛋会逐渐上浮,说明浮力变大,即验证物体所受的浮力大小与物体排开的液体的密度有关。
答案:(1)变小,变大,不变,不变;(2) ④ ①;(3) 先把鸡蛋放入清水中,鸡蛋会下沉,在向水中放入适量的食盐,鸡蛋会慢慢上浮。说明鸡蛋浸没在清水和盐水中受到的浮力不同,由此验证物体受到的浮力与液体的密度有关。
题目二:小星和小华利用如图3所示的实验器材,探究物体的浮沉条件,他们探究活动的过程如下:
图3
(1) 探究蜡块的上浮条件
① 测量蜡块的重力。
小星设计的方案:用弹簧测力计测出蜡块的重力。
小华设计的方案:用天平测出蜡块的质量,求出重力
你支持??(小星/小华)的方案,理由是??。
② 测量蜡块受到的浮力。
小星在量筒中放入适量的水,把蜡块放入水中浮在水面时,测出蜡块排开水的体积,用阿基米德原理求出浮力。你认为上述操作中存在的问题是??。
③ 通过比较蜡块的重力和受到的浮力,可知物体上浮的条件。
(2) 探究石块下沉的条件
① 测量石块的重力。
用弹簧测力计测出石块的重力。
② 测量石块受到的浮力。
小星利用量筒测出石块浸没水中排开水的体积,用阿基米德原理求出浮力。
小华依据另一种原理,采用不同的方法也测出了石块受到的浮力,其方法是??。
③ 通过比较石块的重力和受到的浮力,可知物体下沉的条件。
解析:在探究蜡块的上浮条件的过程中,测量蜡块的重力时,要用天平测出蜡块的质量,再求出重力。若用弹簧测力计测出蜡块的重力,蜡块的重力小于弹簧测力计的分度值无法直接精确测量。小星在量筒中放入适量的水,把蜡块放入水中浮在水面时,蜡块没有浸没在水中,这时测得是蜡块漂浮时的浮力,并不是蜡块浸没在水中时受到的浮力。要求石块受到的浮力不但可以用阿基米德原理,而且也可以用称重法来求。
答案:(1) ① 小华,蜡块的重力小于弹簧测力计的分度值无法直接精确测量(或蜡块的重力小于弹簧测力计的分度值;或蜡块的质量太小等);② 蜡块没有浸没在水中(或测得是蜡块漂浮时的浮力)。(2) ② 将石块浸没在水中时读出弹簧测力计的示数算出浮力(或用石块重力减去石块浸没水中时弹簧测力计的读数;或F??浮?=G-F?等)。