通過實(shí)驗(yàn)，探究影響浮力大小的因素，并得到阿基米德原理。

實(shí)驗(yàn)猜想

浮力是液體對(duì)浸在其中的物體向上的托力。對(duì)于給定的物體而言，它的形狀、大小、質(zhì)量、密度等是一定的。那么，它在液體中受到的浮力可能與哪些因素有關(guān)呢？可以圍繞這幾個(gè)方面思考：

①浸入體積：它可以部分浸在液體中，也可以全部在液體中，即浸入液體中的體積；

②浸入深度：它可以處在液體的不同深度；

③液體種類：它可以浸在密度不同的液體中。

實(shí)驗(yàn)過程

選擇一個(gè)能沉入水中的物體（如一個(gè)圓柱體）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。利用彈簧測(cè)力計(jì)可以觀察浮力的變化，也可以測(cè)出浮力的大小。根據(jù)下面視頻中的實(shí)驗(yàn)可知：
探究影響浮力大小的因素
⑴浸入深度：物體完全浸沒在同一種液體時(shí)，所受浮力的大小與物體的浸入深度沒有關(guān)系。 ⑵浸入體積：物體浸入在同一種液體時(shí)，浸入的體積越大，物體所受的浮力越大! ⑶不同液體：利用煤油、水和鹽水，可以比較物體在不同液體中所受浮力的大小。物體浸入液體體積相同時(shí)，液體的密度越大，物體所受的浮力越大。

實(shí)驗(yàn)結(jié)論

通過上面的實(shí)驗(yàn)我們很容易得到這樣的結(jié)論：浸在液體中的物體，所受浮力的大小與其排開液體的體積和密度有關(guān)。
古希臘學(xué)者阿基米德通過實(shí)驗(yàn)和理論研究得出了有關(guān)浮力的原理：浸在液體中的物體所受的浮力，大小等于被物體排開的液體所受的重力。

即：F浮=G排液人們稱之為阿基米德原理。

因?yàn)椋篏排液=m液g=ρ液V排液g，所以：F浮=ρ液V排液g值得注意的是：阿基米德原理不僅適用于液體，也適用于氣體。

典型例題：【2018·蘇州】為探究物體在水中受到的浮力大小與浸入水中的體積和深度的關(guān)系，小明和小華把裝滿水的溢水杯放到臺(tái)秤上，溢水杯口下方放置一空量筒.用細(xì)線系住金屬塊并掛在彈簧測(cè)力計(jì)上，測(cè)力計(jì)示數(shù)為G.?然后將金屬塊緩慢浸入水中，且始終不與杯接觸，如圖.

(1)金屬塊浸沒前的過程中，測(cè)力計(jì)示數(shù)逐漸變小，說明浮力大小逐漸? ? ? ??. 據(jù)此，小明認(rèn)為金屬塊受到的浮力隨浸入水中的深度增大而增大；而小華則認(rèn)為浮力隨浸入水中的體積增大而增大.根據(jù)實(shí)驗(yàn)?zāi)阏J(rèn)為下列說法正確的是
A.只有小明的觀點(diǎn)合理 ???B.只有小華的觀點(diǎn)合理
C.兩人的觀點(diǎn)都不合理 ???D.兩人的觀點(diǎn)都合理

(2)接下來他們繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，增大金屬塊浸沒在水中的深度，發(fā)現(xiàn)測(cè)力計(jì)的示數(shù)始終不變且為F，據(jù)此可得出? ? ? ??的觀點(diǎn)不具有普遍性.這個(gè)過程中金屬塊受到的浮力F浮= ? ? ? .

(3)為了深入研究，他們測(cè)出量筒中水的體積V排，水的密度用表示ρ水，其重力G排=? ? ? ，通過比較數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn).換用不同的物體和液體重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，都能得出F浮=G排，說明決定浮力大小的根本因素是G排.

(4)從金屬塊開始浸入直至浸沒一定深度的過程中臺(tái)秤的示數(shù)變化情況是???????.

【考點(diǎn)】探究浮力大小的實(shí)驗(yàn)．

【分析】

（1）浸在液體中的物體受到豎直向上的浮力作用，根據(jù)F=G-F浮可知，受到的浮越大，則彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)越小。

（2）增大金屬塊浸沒在水中的深度，測(cè)力計(jì)的示數(shù)始終不變且為F，據(jù)此可得出浮力與物體完全浸沒在液體中的深度無關(guān)；

（3）重力G=mg=ρV g；

（4）根據(jù)臺(tái)秤示數(shù)等于臺(tái)秤對(duì)容器的支持力，然后根據(jù)阿基米德原理可知臺(tái)秤示數(shù)前后示數(shù)的變化值。

【解答】解：

（1）金屬塊浸沒前的過程中，測(cè)力計(jì)示數(shù)逐漸變小，根據(jù)F=G-F浮可知，說明浮力大小逐漸變大；金屬塊浸沒前的過程中，小明認(rèn)為金屬塊受到的浮力隨浸入水中的深度增大而增大；而小華則認(rèn)為浮力隨浸入水中的體積增大而增大，根據(jù)以上實(shí)驗(yàn)兩人的觀點(diǎn)都合理，故說法正確的是D；

（2）接下來他們繼續(xù)實(shí)驗(yàn)，增大金屬塊浸沒在水中的深度，發(fā)現(xiàn)測(cè)力計(jì)的示數(shù)始終不變且為F，據(jù)此可得出浮力與物體完全浸沒在液體中的深度無關(guān)，故小明的觀點(diǎn)不具有普遍性；這個(gè)過程中金屬塊受到的浮力根據(jù)F=G-F浮可知，F(xiàn)浮=G-F；

（3）量筒中水的體積V排，水的密度用ρ水表示，其重力G排=m排g=ρ水V排g，通過比較數(shù)據(jù)發(fā)現(xiàn)F浮=G排，換用不同的物體和液體重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，都能得出F浮=G排，說明決定浮力大小的根本因素是G排。

（4）對(duì)臺(tái)秤受力分析可知：受溢水杯和水豎直向下的重力，金屬塊向下的壓力F壓=F浮，由平衡條件得：臺(tái)秤對(duì)容器的支持力FN=G+F壓；從金屬塊開始浸入直至浸沒一定深度的過程中G、F浮不變，故臺(tái)秤的示數(shù)變化情況是一直不變。
【答案】（1）變大；D；（2）小明；G-F；（3）ρ水V排g；（4）一直不變。
【歸納】本題考查了影響浮力大小的因素，側(cè)重考查了稱重法的應(yīng)用，是一道常見題。

習(xí)題

習(xí)題1：（2018?武漢）如圖所示是“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的幾個(gè)實(shí)驗(yàn)情景。實(shí)驗(yàn)甲、丙和丁中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)分別為4.0N、2.8N和2.5N．若鹽水的密度為1.2×103kg/m3，則下列結(jié)論正確的是（??） A．物體A的密度為3.2×103kg/m3B．實(shí)驗(yàn)乙中，物體A受到的拉力為1.0NC．實(shí)驗(yàn)丙中，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)比乙中小0.5ND．實(shí)驗(yàn)丁中，容器底部受到的壓力大于0.3N

習(xí)題2：（2018?揚(yáng)州）為了驗(yàn)證阿基米德原理，小明在一只塑料袋（塑料袋很輕很?。┲醒b入大半袋水，用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出盛有水的塑料袋所受重力的大小。再將塑料袋慢慢浸入水中，觀察到測(cè)力計(jì)的示數(shù)變 ??，說明盛水的塑料袋排開 ??越大，受到的浮力越大。

繼續(xù)將塑料袋慢慢浸入水中，當(dāng)觀察到 ??現(xiàn)象時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為零，由此驗(yàn)證了阿基米德原理。小華準(zhǔn)備將塑料袋裝滿水做同樣的實(shí)驗(yàn)，操作時(shí)發(fā)現(xiàn)，塑料袋尚未完全浸入水中彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)已為零，這是 ??原故。

習(xí)題3：（2018?朝陽(yáng)）如圖所示是探究“影響浮力大小的因素”的實(shí)驗(yàn)。

（1）比較??（填序號(hào)），可知浮力的大小與排開液體的體積有關(guān)。

（2）分析①③④三次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，可知浮力大小與物體浸沒在液體中的深度?（填“有”或“無“）關(guān)。

（3）通過比較①②⑤三次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，?（填“能”或“不能”）得出浮力大小與液體密度有關(guān)。

（4）請(qǐng)你根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，設(shè)計(jì)一個(gè)表格，表格中包括：物體的重力、液體的種類、物體浸沒在液體中彈簧測(cè)力計(jì)的拉力、物體浸沒在液體中受到的浮力，共4項(xiàng)內(nèi)容。（要求完成表格數(shù)據(jù)的填寫）

（5）由實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，此次實(shí)驗(yàn)中鹽水的密度為?kg/m3．（已知水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3）習(xí)題4：（2018?大連）小明在探究“浮力的大小與哪些因素有關(guān)”時(shí)，他猜想浮力的大小可能與液體的密度、物體的體積、物體排開液體的體積有關(guān)。所用的實(shí)驗(yàn)器材有：底面積相同而體積不同的圓柱狀鋁塊（帶有掛鉤）若干、燒杯、鹽水、水、酒精、量程足夠大的彈簧測(cè)力計(jì)和細(xì)線。已知ρ鹽水＞ρ水＞ρ酒精。 （1）在探究“浮力的大小與物體排開液體的體積是否有關(guān)”時(shí)，他選擇了一個(gè)鋁塊做實(shí)驗(yàn)，鋁塊的體積大一些好還是小一些好？????。

（2）設(shè)計(jì)出探究“浮力的大小與液體的密度是否有關(guān)”的記錄實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的表格，表中要有必要的信息。表中涉及到的物理量只用字母表示即可。

（3）在探究“浮力的大小與物體的體積是否有關(guān)”時(shí)，小明選用三個(gè)體積不同的鋁塊、燒杯、水和彈簧測(cè)力計(jì)，用如圖的方式進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。先用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出一個(gè)鋁塊的重力，然后把這個(gè)鋁塊浸沒在水中，讀出彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)。再用其他兩個(gè)鋁塊重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)。分析數(shù)據(jù)得出了結(jié)論。

①該實(shí)驗(yàn)方案的不合理之處是：??????。

②在原有實(shí)驗(yàn)器材的基礎(chǔ)上，增加一個(gè)記號(hào)筆，寫出改正不合理之處的做法：??????。

習(xí)題5：（2018?廣西）在“探究浮力的大小跟哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，提出如下猜想猜想1：浮力的大小可能與液體的密度有關(guān)猜想2：浮力的大小可能與物體的重力有關(guān)猜想3：浮力的大小可能與物體的形狀有關(guān)猜想4：浮力的大小可能與排開液體的體積有關(guān) （1）如圖1所示，用手把飲料罐按入水中，飲料料罐浸入水中越深，手會(huì)感到越吃力。這個(gè)事實(shí)可以支持以上猜想???（選填序號(hào)）

（2）為了研究猜想1和猜想2，運(yùn)用了體積相同的A、B、C三個(gè)圓柱體，測(cè)得重力分別為4N，4.5N和5N．然后進(jìn)行如圖2所示的實(shí)驗(yàn)。 ①在序號(hào)a的實(shí)驗(yàn)中物所受的浮力為????N。

②比較序號(hào)???，???，e的三次實(shí)驗(yàn)，可得出初步結(jié)論：浮力大小與液體密度有關(guān)。

③進(jìn)一步分析可知：液體的密度越大，物體所變的浮力越???；

④比較序號(hào)a、b、c的三次實(shí)驗(yàn)，可得出結(jié)論：浮力的大小與物體的重力???關(guān)。

（3）為了研究猜想3，小明用兩塊相同的橡皮泥分別捏成圓錐體和圓柱體進(jìn)行如圖3所示的實(shí)驗(yàn)、由此小明得出的結(jié)論是：浮力的大小與物體的形狀有關(guān)，小珍認(rèn)為這結(jié)論不可靠，主要原因是???。
資料來源：博士物理

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