Question

小王為了探究物體在水中不同深度所受浮力變化情況，將一掛在彈簧測力計下的圓柱體金屬塊緩慢浸入水中（水足夠深），在圓柱體接觸容器底之前，分別記下圓柱體下表面所處的不同深度h和彈簧測力計相應的示數F，實驗數據如下表：

次數	1	2	3	4	5	6	7
h/cm	0	2	4	6	8	10	12
F/N	6.75	6.25	5.75	5.25	4.75	4.25	4.25

（1）分析表中實驗數據，可以得出物體重______ N，第6次實驗時，物體受到的浮力為______N，根據實驗數據可求出物體的密度約為______kg/m³．
（2）分析表中第1次實驗到第5次實驗的數據，可得結論是______．
（3）分析表中第6次實驗到第7次實驗的數據，可得結論是浸沒在液體中的物體受到的浮力和深度______（有/無）關．
（4）圖中能正確反映彈簧測力計示數F和圓柱體下表面到水面距離h關系的圖象是______

Answer 1

解：（1）讀表格可知，h為0時，物體的重力G=6.75N，第6次實驗時，
物體所受浮力F_浮6=G-F_拉6=6.75N-4.25N=2.5N；
由表中實驗數據可知，物體完全浸沒在水中時受到的浮力
F_浮=G-F_拉=F_浮6=G-F_拉6=6.75N-4.25N=2.5N，
∵F_浮=ρgV_排，∴物體的體積：
V=V_排==，
∵G=mg，∴物體的質量：m==，
物體的密度：ρ===2.7×10³kg/m³．
（2）分析表中第1-5列數據，觀察h和F的變化趨勢可得，
浸在液體中的物體受到的浮力與物體排開液體的體積有關，排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大；
（3）第6、7列數據中h增大，但F不再改變，說明物體浸沒在同種液體里，所受浮力的大小與浸沒的深度無關；
（4）通過分析表格中的數據可知，F隨h的變化趨勢是，先變小再不變，因此，只有選項B符合題意．
故答案為：（1）6.75，2.5；2.7×10³；
（2）在同種液體里，物體受到浮力的大小隨排開液體體積的增大而增大；
（3）物體浸沒在同種液體里，所受浮力的大小與浸沒的深度無關；（4）B．
分析：（1）物體沒有浸入水中時，彈簧測力計的示數等于物體受到的重力；物體浸入水中時，物體重力與彈簧測力拉力之差是物體受到的浮力；物體完全浸沒在水中時，物體受到的浮力等于物體排開水的重力，由浮力公式求出物體排開水的體積，即物體的體積，然后由密度公式可以求出物體的密度．
（2）分析表中實驗數據，找出物體受到的浮力與物體排開液體體積的關系，然后得出結論．
（3）分析表中實驗數據，看物體浸沒在水中時的浮力與浸入深度的關系，然后得出結論．
（4）明確橫縱軸表示的內容，再分析F隨h的變化趨勢，與表格中的實驗結果相對照．
點評：通過此題我們要學會熟練運用稱重法的表達式求出浮力，對表格數據的分析是本題的重點，控制變量法依然是此類實驗必須要用到的，此題的易錯點在于分析圖象時要注意：彈簧測力計的示數F隨h的變化和浮力F_浮隨h的變化是不同的．