专项素养综合全练(四)　力学实验探究练习课件浙教版科学八年级上册

专项素养综合全练(四)力学实验探究类型一有关浮力的探究1.(学科素养·探究实践)(2024浙江杭州西湖月考)如图所示是

小谭自制的用来探究影响浮力大小因素的装置:将弹簧和标

尺固定在支架上,用细线将一个金属块悬挂在弹簧下端,弹簧

静止时指针正对标尺上的A位置(本装置使用时,弹簧未超过

弹性限度)。(1)向杯中缓慢注水,从金属块底部接触水面,到金属块刚好

浸没水中的过程中,指针由标尺上的A位置缓慢上移至C位

置,继续向杯中注水,指针

(选填“上移”“不动”

或“下移”),说明物体所受浮力的大小跟

有关。(2)将水倒尽,向杯中缓慢注入某种液体(ρ液≠ρ水),从金属块底

部接触液面,到金属块刚好浸没液体中的过程中,指针由标尺

上的A位置缓慢上移至B位置,说明物体所受浮力的大小与

有关。不动排开液体的体积液体的密度(3)小徐同学认为通过以上实验得出的结论不可靠,下列能成为

她的理由的是

。A.没有进行多次重复实验B.没有换用其他液体进行重复实验C.没有进行物体部分浸入水中的实验AB解析(1)向杯中缓慢注水,从金属块底部接触水面,到金属

块刚好浸没水中的过程中,指针由标尺上的A位置缓慢上移

至C位置,说明金属块受到竖直向上的拉力变小,根据称重法

F示=G-F浮可得出物体受到的浮力增大;继续向杯中注水,因排

开水的体积不变,由阿基米德原理F浮=ρ液gV排知金属块受到的

浮力不变,由称重法F示=G-F浮知测力计的示数不变,故指针不

动。(2)金属块刚好浸没在液体中和刚好浸没在水中时,指针

在标尺上的位置分别在C和B,说明金属块刚好浸没在液体中

和水中受到的拉力不同,由F浮=G-F拉可知受到的浮力大小不同;物体排开液体的体积相同,而液体的密度不同,说明物体

所受浮力的大小跟液体的密度有关。(3)向杯中缓慢注水,从

金属块底部接触水面,到金属块刚好浸没水中的过程中,指针

由标尺上的A位置缓慢上移至C位置,说明金属块排开水的体

积不同时,其受到浮力的大小不同,所以不需要进行物体部分

浸入水中时的实验;为得到普遍性的规律,应换用不同液体以

及不同的物体进行多次重复实验,多测几组数据进行分析,从

而得出结论,故A、B正确。2.(新题型·数字化实验)(2024浙江杭州月考)某科学小组的同

学利用力传感器(力传感器可感知并测出拉力或压力的大

小)对“浮力大小的影响因素”进行探究。操作如下:(1)如图所示,将力传感器固定在铁架台上,圆柱体A通过轻质

细线与力传感器相连。

(2)装有水的薄壁柱形容器B置于升降台上(容器足够高),让

升降台逐渐升高,随着圆柱体A逐渐浸入水中,传感器的示数

逐渐变小,当圆柱体A刚好浸没时,传感器的示数减小到8N,

这说明物体所受的浮力大小与

有关。(3)为探究浮力的大小与液体密度的关系,小组同学将容器内

的水换成密度为1.2×103kg/m3的液体,再次使升降台逐渐升

高,直到圆柱体A刚好浸没,传感器的示数一直减小到6N。(4)对比(2)(3)可以得出:物体所受浮力的大小与

有

关。排开液体的体积液体密度(5)分析题中信息可知,当圆柱体A分别浸没在水中和另一种液体中时,受到的浮力之比为

,圆柱体A的密度为

kg/m3。(g取10N/kg)5∶61.8×103解析(2)由题知,随着圆柱体A逐渐浸入水中,进入水中的体

积增大,传感器的示数逐渐变小,根据F浮=G-F知,A受到的浮

力增大,说明物体受到的浮力大小与排开液体的体积有关。

(4)对比(2)(3),其他条件不变,物体所受浮力的变化是由液体

密度引起的,可得出的结论是:物体所受浮力的大小与液体的

密度有关。(5)根据F浮=ρ液gV排得,

=

=

=

=

。圆柱体A完全浸没水中后受到水的浮力F浮水=G-F拉水,圆柱体A

完全浸没液体中后受到液体的浮力:F浮液=G-F拉液,由F浮=ρ液gV排可得,圆柱体A的体积:V=V排水=V排液,即

=

,即

=

,代入数据解得,G=18N;V=V排水=

=

=1×10-3m3,圆柱体A的质量m=

=

=1.8kg,则圆柱体A密度ρ=

=

=1.8×103kg/m3。3.(学科素养·科学思维)(2024浙江舟山定海期末)某同学发现

将提着的物体浸在水中,会感觉省力一些,物体浸入越多省力

感觉越强烈。于是他取一块300cm3的金属块,把体积划成三

等份,进行了如图所示的实验,并得到了表中的实验数据。

实验次数物体排开水的体积V/cm3物体重力G/N测力计示数F/N浮力F/N排开水的重力G排水/N110065

220064

330063

(1)实验中溢水杯的作用是

。(2)该同学进行1、2、3这三次实验,验证的假设是

。(3)要验证阿基米德原理,在此实验基础上,还要补充的实验

有

(写出一个即可)。更能方便测出物体排开水的体积物体所受的浮力与排开水的体积有关,排开水的体积越大,所受浮力越大换用其他液体进行实验解析(1)将溢水杯中装满水,再将物体浸入溢水杯中,从中

排出的水流入量杯中,量杯中水的体积等于物体排开液体的

体积。(2)分析比较图1、2、3三次实验,物体浸入水中的体

积越大,弹簧测力计的示数越小,即物体受到的浮力增大,说

明物体受到浮力的大小与排开的液体的体积有关,排开水的

体积越大,所受浮力越大。(3)为多次测量找规律、排除偶然

性,要验证阿基米德原理,在此实验基础上,还要换用其他液

体进行实验。4.(新题型·创新实验)(2024浙江瑞安月考)小科所在的项目化

学习小组同学制作“浮漂器”,成功地验证了阿基米德原

理。选取溢水杯、泡沫块、托盘和粗铁丝、细铁丝等材料

制作成“浮漂器”。“浮漂器”的支撑杆由粗铁丝制成,下

托盘由细铁丝制成。①将“浮漂器”置于装有适量水的溢水杯中,取一小石块放

在上托盘,在支撑杆上标出水位刻度线。②将小石块改放在下托盘,往上托盘加砝码,同时用空烧杯接收溢出的水,直到水位刻度线与水面相平。③取下砝码,把烧杯中的水全部倒入上托盘。由步骤①②得

出石块所受浮力F浮=G砝码。由步骤②③得出烧杯中水的重力

G排=G砝码。因此,F浮=G排,即石块所受浮力等于其所排开的水

受到的重力,从而验证了阿基米德原理。(1)泡沫块是制作“浮漂器”的关键要素之一。为确定泡沫

块高度,应考虑因素有

。A.溢水杯的质量BCB.泡沫块的体积C.液体的密度(2)步骤①中将“浮漂器”置于溢水杯中,判断杯中水为“适

量”的依据是

。(3)分析步骤②③,该组同学得出结论:烧杯中所收集水的重

力等于砝码的总重力,即G排=G砝码。推测其观察到的现象为

。将小石块放入上托盘时,有少量水溢出(或水位刚好达到溢水口处)水位刻度线与水面相平解析(1)浮漂器能上浮,说明其所受浮力大于自身重力,由F

浮=ρ液gV排可知,浮力大小与物体排开液体的体积与密度有关,

而铁丝体积可忽略不计,所以实验中要控制泡沫块的体积和

液体的密度,B、C正确。(2)为避免对实验结果产生影响,判断杯中水为“适量”的依

据是将小石块放入上托盘时,有少量水溢出或水位刚好达到

溢水口处。(3)两重力相等直观的现象是有相同的作用效果,即水位刻度

线与水面相平。类型二有关大气压强的探究5.(新题型·创新实验)(2024浙江义乌期中)学习了大气压的相

关知识后,同学们想估测一下大气压的大小。他们准备了如

下器材:A、B、C三个不同规格的注射器、两个相同的弹簧

测力计(量程为10N)、刻度尺、一个铁丝做成的T形钩、细

线、橡皮帽等。某组同学在实验中选了B规格的注射器,发

现弹簧测力计的量程太小了。于是设计了图甲所示的实验装置,顺利完成了测量任务。具体步骤如下:①先读出注射器的最大刻度为V,用刻度尺量出其全部刻度

的长度为L。②把注射器的活塞推至注射器筒底端,排尽筒内的空气。然

后,用橡皮帽封住注射器的小孔。③慢慢地拉注射器,刚好拉动活塞时,两个测力计示数均

为F。

甲

乙请根据他们的实验方案回答以下问题:(1)若不考虑其他因素的影响,则本次测量所得的大气压值p=

。(用测量步骤中的V、L和F表示)(2)实验过程中,同学们发现注射器顶端装针头处,空气无法

排尽，这将使得测量结果比真实值

(选填“偏大”

或“偏小”)。(3)另外一组的同学用一个弹簧测力计也完成了实验,请你分

析他们选择的是

,偏小C理由是

。因为大气压强是一定的,根据公式F=pS可知,受力面积越小,活塞受到的大气压力也会越小解析(1)由步骤①可知,注射器的最大刻度为V,全部刻度的

长度为L,注射器活塞的横截面积S=

;由步骤③可知当刚好拉动活塞时,两个测力计示数均为F,则由力的平衡条件可知

大气对活塞的压力为2F,此时大气压的数值p=

=

=

。(2)注射器顶端装针头处的空气无法排尽,内部空气对活塞的

压力会和外部大气压力抵消一部分,这样使得弹簧测力计受到的拉力偏小,在面积不变的情况下,测得的大气压会偏小。(3)因为大气压强是一定的,根据公式F=pS可知,受力面积越

小,活塞受到的大气压力也会越小,所以当用一个弹簧测力计

时,可换用横截面积小的注射器。6.(学科素养·探究实践)(2024浙江嘉兴桐乡期末)学完大气压

之后,老师布置了用带挂钩的塑料吸盘估测大气压大小的实

验。如图甲所示,是小科同学利用带挂钩的塑料吸盘、量程

为10N的弹簧测力计、玻璃板等设计的实验。

甲

乙(1)他进行了如下实验操作步骤(顺序已打乱):A.记录弹簧测力计的示数为F,这就是大气对吸盘的压力B.小科将蘸水的塑料挂衣钩的吸盘放在光滑玻璃板上,用力

挤压吸盘C.用弹簧测力计钩着挂钩缓慢向上拉,直至吸盘刚要离开玻

璃板D.测量吸盘与玻璃板接触面的直径d,计算吸盘与玻璃板的

接触面积S=1.0×1

m2E.根据p=

,计算出大气压的大小p你认为合理的实验步骤顺序应该是

(填字母编

号)。(2)排好序后进行实验,小科在吸盘刚要离开玻璃板时,弹簧

测力计读数如图乙所示,可计算出大气压值为

。(3)他们发现实验结果明显比真实气压值小,其中的原因可能

是

(答出一点即可)。BDCAE8.6×104Pa吸盘内有空气,测量吸盘的直径d有误差等(合理即可)解析(2)弹簧测力计读数:最小刻度为0.2N,读数为8.6N,吸

盘所受拉力为8.6N,p=

=

=8.6×104Pa。(3)用吸盘法测大气压的结果小于真实