Question

17．如圖所示，為了探究浮力的大小，某同學(xué)將一個(gè)掛在彈簧測(cè)力計(jì)下的金屬圓柱體緩慢浸入水中，分別記下圓柱體下表面所處的深度h，彈簧測(cè)力計(jì)相應(yīng)的示數(shù)F，并將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)記錄在如表中．
（1）如圖是第2次實(shí)驗(yàn)的情景，請(qǐng)?jiān)趫D中畫出金屬塊受力的示意圖．
（2）分析表中的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可知金屬圓柱體的底面積為31.25cm²．
（3）第6次實(shí)驗(yàn)中，金屬塊所受浮力大小為2.50N，容器對(duì)金屬塊的支持力大小為2.25N．

實(shí)驗(yàn)次數(shù)	1	2	3	4	5	6
h/cm	0	4	8	10	12	16
F/N	6.75	5.75	4.75	4.25	4.25	2.00

Answer 1

分析 （1）根據(jù)第1次實(shí)驗(yàn)可得出物體的重力，結(jié)合第2次實(shí)驗(yàn)，運(yùn)用稱重法可得出物體所受的浮力，再用力的示意圖畫出這個(gè)力即可．
（2）根據(jù)物體浸沒(méi)時(shí)的浮力計(jì)算排開(kāi)水的體積，即物體的體積，再求出物體的面積；
（3）當(dāng)物體完全浸沒(méi)后，其浮力不再改變，據(jù)此來(lái)判斷第6次實(shí)驗(yàn)中的浮力，進(jìn)一步分析容器底的支持力．

解答 解：（1）根據(jù)第1次實(shí)驗(yàn)可得出物體的重力為6.75N，第2次實(shí)驗(yàn)中F_拉=5.75N，則物體所受的浮力F_浮=G-F_拉=6.75N-5.75N=1N；
浮力作用在物體的重力，方向豎直向上，如圖所示：

（2）浸入水中的物體受到的浮力為：F_浮=6.75N-4.25N=2.50N；
物體浸沒(méi)時(shí)，F(xiàn)_浮′=ρ_水gV_排，
物體的體積V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2.50N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2.5×10^-4m³=250cm³；
物體的底面積為：S=$\frac{V}{h}$=$\frac{250c{m}^{3}}{8cm}$=31.25cm²；
（3）第4次實(shí)驗(yàn)中，物體已完全浸沒(méi)，故到第6次實(shí)驗(yàn)時(shí)，其浮力不再增加，仍為6.75N-4.25N=2.50N，
此時(shí)金屬塊沉在了水底，容器底對(duì)金屬塊的支持力大小為F_支=G-F_浮′-F_拉′=6.75N-2.50N-2N=2.25N．
故答案為：（1）示意圖如上圖所示；（2）31.25；（3）2.50； 2.25．

點(diǎn)評(píng) 本題考查了探究浮力大小的實(shí)驗(yàn)，重點(diǎn)要注意的是浮力的大小也浸沒(méi)的深度無(wú)關(guān)，在分析數(shù)據(jù)時(shí)，要注意當(dāng)物體沉底時(shí)，所受的力屬多個(gè)力的平衡，要會(huì)進(jìn)行受力分析．