中考物理部分的经典实验之一

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  浮力是力学的部分最为重要的、最为综合性的知识,浮力同样有力的一些共同特征,同时又跟密度和压强联系很紧密,因此在初中科学力学方面是学生最难啃的一块骨头,而大多数学生对实验探究题生来惧怕,具体表现在:一、不会分析题意或者实验探究的目的,不能抓住实验探究的核心部分内容;二、对结论性的文字描述不清晰,并且每年的中考在文字描述结论方面是失分最严重的一个。
  浮力的探究实验总体上可以分成两类的分析:一种是探究浮力的大小与重力的关系,即阿基米德原理。另一种是探究影响浮力大小的因素:液体的密度、排开水的体积、深度等。
  深圳市中考原题重现:43.(3分)在探究“影响浮力大小的因素”时,小琪做了一系列实验(实验装置及相关数据如图11所示)。请回答以下问题:①物体A在②中所受的浮力大小为 牛;②对比实验①、②、③可得出结论:浮力大小与 有关;③在图③中,若物体A完全浸没到盐水后,继续向下移动,则烧杯底部所受的液体压强会 。(填“变大”、“变小”或“不变”)。
  分析:本题主要考查了影响浮力大小的因素的知识点,还考查了浮力大小的测量方法和计算,考查了影响液体内部压强大小的因素,注重对基础知识和基本技能的考查。但不是知识的简单的重现,而是灵活多样地考查基础知识和基本技能,特别是基础知识在具体情境中的灵活运用。根据浮力的计算式:F浮=G-G’=5N-3.5N=1.5N。从图中的②和③可以看出物体全部浸没在液体中,即排开液体的体积相同,但是液体的种类不同,即液体的密度不同,因此是研究浮力的大小与液体的密度的关系。液体内部的压强是与在液体中的深度有关,同一液体内,深度越深,压强越大。继续下移,液体排开液体的体积没有变化,液体的深度没有变化,因此液体对烧杯底部的压强不变。
  一、探究浮力大小与重力的关系
  (1)某同学探究浮力的大小与物体排开液体的重力大小有什么样的关系,他利用弹簧测力计、烧杯、溢杯、石块、水等,按如图所示的步骤进行实验操作:①用弹簧测力计测出小石块所受的重力.②用弹簧测力计测出空烧杯所受的重力.③把石块浸没在盛满水的溢杯里,用空烧杯承接从杯里溢出的被排开的水,读出此时弹簧测力计的示数.④用弹簧测力计测出承接了水后烧杯和水受到的总重力.请你帮助该同学完成下表(单位:N)
  从这个实验,可以得出的结论是____________.分析:在这题中重点考查了阿基米德原理:浸在液体里的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体受到的重力。既考查了学生的弹簧测力计的使用與读数,又考查了对实验的数据的分析归纳能力,还考查了学生对结论的文字表达能力。从图①③可以计算浮力的大小,从②④可以计算出排开的液体的重力,因此石块受到的重力为1.5N,空烧杯受到的重力为0.5N,石块浸没水中时弹簧测力计的示数为1N,空烧杯和水受到的总重力为1N,石块受到的浮力为石块受到的重力与石块浸没水中时弹簧测力计的示数差,即为0.5N,排开水受到的重力为空烧杯和水受到的总重力与空烧杯受到的重力差,即为0.5N。从实验的数据可以看出石块受到的浮力与排开的水受到的重力相等。
  二、探究影响浮力大小的因素
  在“探究浮力的大小跟什么因素有关”时,李军同学提出如下猜想:猜想1:可能跟物体浸入液体中的体积(即物体排开液体的体积)有关;猜想2:可能跟物体浸入液体中的深度有关;猜想3:可能跟液体的密度有关。
  为了验证上述猜想,李军同学做了如图15所示的实验,他在弹簧测力计下端挂一铁块依次把它缓缓地浸入水中不同的位置,然后又把它浸没到盐水中。请回答下列问题:①铁块从①一②一③的过程中,弹簧测力计的示数将 ,铁块受到的浮力 (填“变大”“变小”或“不变”)。②铁块从③一④的过程,是为了验证猜想 (选填序号),该猜想 (填“正确"或“不正确”)。③铁块从④一⑤过程中,保持 不变,得出猜想 正确,这种研究问题的方法叫 。
  分析:本题不仅考查了影响浮力大小的因素科学探究的一般步骤:提出问题、猜测与假设、实验设计、收集证据和实验、得出结论;还考查了学生读图的能力,能根据图来观察、分析和对比的能力。从图中可知:①一②一③或者①一②一④都是处于水中,因此液体的密度是一定的,但排开水的体积不同,依次排开水的体积增大,浮力增大,弹簧测力计的示数变小。从③一④过程中可以看出都是浸没在液体中,排开水的体积是相同的,液体的密度相同,只是深度不同,但物体在液体中受到的浮力只与液体的密度和排开液体的体积有关,与浸没的深度无关。从④一⑤或者③一⑤可以看出,物体都是完全浸没在液体中,排开液体的体积相同,但是液体的密度不同,因此是研究猜测3.这些方法都是控制变量法。
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