Question

小明為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(cè)力計(jì)下的圓柱體金屬塊緩慢浸入水中（水足夠深），如圖所示．在圓柱體不接觸容器底之前，分別記下圓柱體下表面所處的不同深度h和彈簧測(cè)力計(jì)相應(yīng)的示數(shù)F，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

次  數(shù)	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(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出物體重

 

N，第7次實(shí)驗(yàn)時(shí)，物體受到的浮力為

 

N；
（2）分析表中第1次到第5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，說(shuō)明

 

；
（3）分析表中第6次到第7次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，說(shuō)明

 

；
（4）分析表中的數(shù)據(jù)，可以求出金屬塊的密度是

 

kg/m³；
（5）圖中能正確反映彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F和圓柱體下表面到水面距離h關(guān)系的圖象是

 

．

Answer 1

分析：（1）第一次圓柱體下表面所處的深度h=0cm說(shuō)明物體沒(méi)有浸入水中，此時(shí)物體不受浮力，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)就是物體的自身重力，重力為6.75N．第7次，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為4.25N，F(xiàn)_浮=G-F_示=6.75N-4.25N=2.50N．
（2）根據(jù)F_浮=ρ_液V_排g可知影響浮力大小的因素是液體的密度和物體排開(kāi)液體的體積．由第1次到第5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)浮力是在逐漸變大的，而液體密度是不變的，物體排開(kāi)液體的體積隨著浸入的深度增大而增大，由此得出：未浸沒(méi)時(shí)，物體浸入水中越深，受到的浮力越大．
（3）第6次到第7次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以看出隨著深度的增大浮力不變，液體密度不變，物體排開(kāi)液體的體積自然也不變．而物體浸沒(méi)在液體中，浸沒(méi)的深度增大，物體排開(kāi)液體的體積是不變的，由此得出：浸沒(méi)后，物體受到的浮力與浸沒(méi)深度無(wú)關(guān)．
（4）由（1）可知金屬塊的重力，根據(jù)m=

G

g

即可求出金屬塊的質(zhì)量．而ρ=

m

v

，要求金屬塊的密度就要知道金屬塊的體積，金屬塊的體積怎么求呢？金屬塊浸沒(méi)在水中，金屬塊排開(kāi)水的體積就等于自身的體積，金屬塊浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)水的體積可根據(jù)V排=

F浮

ρ液g

求出．
（5）未浸沒(méi)時(shí)，物體浸入水中越深，受到的浮力越大；浸沒(méi)后，物體受到的浮力與浸沒(méi)深度無(wú)關(guān)．故此浮力的大小是先變大再不變．

解答：解：（1）物體的重力等于6.75N
第7次實(shí)驗(yàn)時(shí)，物體受到的浮力等于6.75N-4.25N=2.50N（或2.5）
故答案為：6.75，2.50
（2）由第1次到第5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可以發(fā)現(xiàn)浮力是在逐漸變大的，而液體密度是不變的，物體排開(kāi)液體的體積隨著浸入的深度增大而增大．
故答案為：未浸沒(méi)時(shí)，物體浸入水中越深，受到的浮力越大
（3）物體浸沒(méi)在液體中，浸沒(méi)的深度增大，物體排開(kāi)液體的體積是不變的．
故答案為：浸沒(méi)后，物體受到的浮力與浸沒(méi)深度無(wú)關(guān)．
（4）金屬塊的質(zhì)量m=

G

g

=

6.75N

10N/kg

=0.675kg
金屬塊浸沒(méi)在水中，金屬塊排開(kāi)水的體積就等于自身的體積，金屬塊浸沒(méi)時(shí)排開(kāi)水的體積可根據(jù)
V排=

F浮

ρ液g

=

6.75N-4.25N

1.0×103kg/m3×10N/kg

=2.5×10-4m3
金屬塊的密度ρ=

m

v

=

0.675kg

2.5×10-4m3

=2.7×103kg/m3 
故答案為：2.7×10³
（5）浸沒(méi)時(shí)，物體浸入水中越深，受到的浮力越大；浸沒(méi)后，物體受到的浮力與浸沒(méi)深度無(wú)關(guān)．故此浮力的大小是先變大再不變．故選B．

點(diǎn)評(píng)：本題主要考查浮力的測(cè)量方法和影響浮力大小的因素．