对中考浮力实验考点的深入探讨

夏 波 蔺习洪 杨厚彬 黄 健

(重庆市南岸区茶园新城中学，重庆 401336)



·试题研究·

对中考浮力实验考点的深入探讨

夏 波 蔺习洪 杨厚彬 黄 健

(重庆市南岸区茶园新城中学，重庆 401336)

由于浮力实验可以对学生的实验探究能力进行较全面的考查，已成为近几年全国各地中考的热点命题素材，学生失分率较高.本文通过对浮力实验考点的深入探讨，总结了高频考点，并设计了一道涵盖大部分考点的例题，让学生举一反三，提高问题解决能力．

浮力；实验；中考物理

1 研读课标，知重点

《义务教育物理课程标准(2011年版)》对浮力部分的要求为：通过实验，认识浮力．探究浮力大小与哪些因素有关．知道阿基米德原理，运用物体的浮沉条件说明生产、生活中的一些现象．其中，“探究浮力大小与哪些因素有关”也是二十个学生必做实验之一．由此可见，与浮力相关的实验是教学的重点，也是中考考查的重点．

2 回顾教材，知过程

对比各版本物理教材可以发现：浮力一章都安排在八年级下学期，各版本教材都利用实验探究并结合图片展示了称重法测浮力、研究影响浮力大小的因素、用“溢水法”探究阿基米德原理的全过程．

3 透析考点，知方向

研究近几年全国各地中考对浮力相关实验的考查，列出高频考点如下.

(1) 用称重法测浮力

先用弹簧测力计测出物体在空气中所受的重力G，再将物体浸入液体中，读出此时弹簧测力计的示数F示，最后计算出浮力F浮=G-F示．在这里要注意实验顺序，若先测出物体浸入液体中弹簧测力计的示数，再测出物体在空气中所受的重力，在此过程中由于物体上会附着一些液体，会导致所测物体的重力偏大，也会导致所测的浮力偏大．

(2) 测量排开液体的重力

先测出空桶的重力G1，再测出桶和排开液体的总重力G2，最后计算出排开液体的重力G=G2-G1．在这里也要注意实验顺序，若先测出桶和排开液体的总重力，再将桶中的液体倒出，测出空桶的重力，在此过程中由于液体不能从桶中完全倒出，会导致所测空桶的重力偏大，也会导致所测排开液体的重力偏小．还要注意：探究过程中溢水杯中的水应加满，若没有加满，则会导致物体排开液体的体积减小，也会导致所测排开液体的重力减小．

(3) 控制变量法在“探究浮力大小与哪些因素有关”中的应用

① 当探究浮力大小与液体密度的关系时，要控制物体排开液体的体积相同．

② 当探究浮力大小与物体排开液体的体积的关系时，要控制液体的密度相同．

③ 当探究浮力大小与物体在液体中所处的深度的关系时，要控制液体的密度和物体排开液体的体积相同．

(4) 实验结论

“探究浮力大小与哪些因素有关”的实验结论为：浮力的大小与物体排开液体的体积和液体密度有关．“探究阿基米德原理”的实验结论为：浮力的大小等于物体排开液体所受到的重力．

(5) 与浮力实验相关的图像分析

物体从液面开始下沉的过程中，随着物体在液体中所处的深度h增大，物体排开液体的体积V排增大，物体所受的浮力F浮也增大，弹簧测力计的示数F减小；当物体完全浸没后，随着物体在液体中所处的深度h增大，物体排开液体的体积V排不变，物体所受的浮力F浮不变，弹簧测力计的示数也不变，相关图像如图1、图2．

(6) 值得注意的实验细节

为了确保被物体排开的液体恰好全部收集在小桶中，这里要注意：在实验前要在溢水杯中装满水，物体应缓慢浸入液体中，避免溢水杯中液体表面的波动．为了确保物体在浸没前后其质量不发生变化，则应选择不易吸水的物体(如：金属、石块等)进行实验．

4 分析典例，知方法

以下例题涵盖影响浮力大小的因素、阿基米德原理等，可以通过本题的分析，让学生学会解决浮力问题的方法，做到举一反三．

例：如图3所示，小明用一个弹簧测力计、一个物体、两个相同的烧杯(分别装有一定量的水和盐水)，对浸在液体中的物体所受的浮力进行了探究，探究过程及相关数据如下：

图3

(1) 比较实验步骤①、②、③的数据，可以得出物体受到的浮力大小与 有关．

(2) 比较实验步骤③、④的数据，可以得出物体受到的浮力大小与 有关．

(3) 同组细心的小丽发现在实验步骤④中，弹簧测力计的示数略有减小，但变化不明显，经过讨论，组内成员提出了如下改进措施，其中不合理的是( )．

A. 换用分度值更小的弹簧测力计

B. 将水换成酒精

C. 增大实验步骤④的铁块的体积

D .换用浓度更高的盐水

(4) 小丽为了进一步“探究浮力的大小等于什么”，她找来了小桶，按照如图4所示的步骤进行实验，她通过实验步骤 (填序号)和⑥计算出物体受到的浮力大小，通过实验步骤

(填序号)计算出物体排开水的重力，最后比较浮力和物体排开水重力大小，得出 (写出关系式)的结论．

图4

解析：(1) 由图3中①、②、③可知：物体浸入水中的体积不同，所受的浮力不同，由此可知：浮力的大小跟物体排开液体的体积有关．

(2) 由图3中③、④可知：在物体排开液体体积一定的情况下，物体受到的浮力与液体密度有关．

(3) 在实验步骤④中，弹簧测力计的示数略有减小，说明浮力减小，根据浮力的影响因素：由液体的密度和排开液体的体积可知，可以增大实验步骤④中的铁块的体积，可以换用浓度更高的盐水，还可以换用分度值更小的弹簧测力计，只有将水换成酒精这种做法不合理，因为酒精的密度小于水的密度，所以这样会导致浮力更小，故选项B正确．

(4) 由图可知，在步骤①中测出了物体的重力，在步骤⑥中测出了物体完全浸没在液体中时弹簧测力计对物体的拉力，两者之差等于物体受到的浮力，因此由步骤①与⑥可以测出物体受到的浮力F浮=3N-1N=2N；根据在步骤⑤、⑦中弹簧测力计的读数，可求出被物体排开液体受到的重力G排=2.6N-0.6N=2N；最后比较浮力和物体排开水重力大小，得出F浮=G排．

[1] 中华人民共和国教育部．义务教育物理课程标准(2011年版)[M]．北京：北京师范大学出版社，2012．

[2] 秦伟．初中物理教科书经典教学实验介评[M]．广州：广东科技出版社，2013．

[3] 高慎波．《浮力》教学设计与反思[J]．物理之友，2016，32(4)．