Question

（2013?海珠區(qū)一模）小皓利用圖的器材進(jìn)行“探究浮力的大小跟物體浸入液體的深度是否有關(guān)？”的實(shí)驗(yàn)．

小皓用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出物塊重

2

N（如圖丙所示），并把它慢慢放入水中．根據(jù)測(cè)力計(jì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，他繪制了彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物塊的拉力和物塊所受浮力隨浸入水深度變化的圖象（如圖乙所示）．
曉晴分析圖象可知：圖象

b

（選填：“a”或“b”）是描述物塊所受浮力隨浸入水中深度的變化圖象．
（1）根據(jù)圖乙的圖象信息，請(qǐng)寫出：
①圖丙測(cè)力計(jì)示數(shù)是

F₁

（選填：“F₁”、“F₂”和“F₃”）的大��；
②F₁、F₂和F₃這三個(gè)力大小之間的關(guān)系是：

F₁=F₂+F₃

．
（2）水的密度用ρ_水表示，利用所測(cè)物理量的符號(hào)，得到實(shí)心物塊密度的表達(dá)式為：ρ_物=

F1

F2

×ρ_水

．
（3）根據(jù)圖象分析，本次實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是：

物體浸沒前，深度越深，浮力越大；物體浸沒后，浮力與深度無關(guān)

．

Answer 1

分析：（1）弄清楚彈簧測(cè)力計(jì)的分度值和量程，再根據(jù)指針?biāo)�指示刻度來讀數(shù)；物塊在完全浸沒前，物塊排開水的體積隨浸入水深度的增大而增大，根據(jù)公式F_浮=ρ_水gV_排分析浮力變化；物塊在完全浸沒后，物塊排開水的體積不再改變，所以浮力不再變化；
（2）讀懂圖象中物體受到的拉力（浮力）與所在水的深度的關(guān)系，就能得出正確的答案；
（3）測(cè)量鐵塊密度的基本原理是ρ=

m

V

．利用彈簧測(cè)力計(jì)可以得到鐵塊的重力，利用m=

G

g

得到質(zhì)量；鐵塊可以浸沒在水中，由圖象知道鐵塊受到的浮力，利用公式V_排=

F浮

ρ水g

得到鐵塊浸入水中的體積，也就是鐵塊的體積．
（4）讀懂圖象中物體受到的浮力與所在水的深度的關(guān)系，就能得出正確的結(jié)論．

解答：解：由圖丙知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.5N，所以物體的重力為G=2N；
圖乙中，圖象b表示的是隨物體浸入液體深度的增大，物體受到的浮力開始越來越大，最后保持不變；圖象a表示的是隨物體浸入液體深度的增大，物體受到的拉力開始越來越小，最后保持不變．所以描述浮力與深度關(guān)系的是b；
（1）①圖乙中，圖象a表示的是隨物體浸入液體深度的增大，物體受到的拉力越來越小，在沒有浸入水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為圖中F₁的大�。ㄎ矬w的重力）；
②圖象a中的F₃表示物體全部浸沒后彈簧測(cè)力計(jì)的拉力；圖象b中的F₂表示物體全部浸沒后，物體所受的浮力；又知道物體全部浸沒后受到三個(gè)力的作用，向下的重力和向上的浮力、拉力，此時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，受的是平衡力，即重力等于浮力加拉力，所以F₁=F₂+F₃；
（2）物體的質(zhì)量m=

G

g

=

F1

g

，
當(dāng)物體完全浸沒時(shí)，受到的浮力為F_浮=F₂，
∵F_浮=ρ_水gV_排
∴物體的體積V=V_排=

F浮

ρ水g

=

F2

ρ水g

，
物體的密度：ρ_物=

m

V

=

F1 g

F2 ρ水g

=

F1

g

×

ρ水g

F2

=

F1

F2

×ρ_水；
（3）根據(jù)圖象可知，物塊在完全浸沒前，物塊排開水的體積隨浸入水深度的增大而增大，根據(jù)公式F_浮=ρ_水gV_排可知浮力逐漸變大；物塊在完全浸沒后，物塊排開水的體積不再改變，所以浮力不再變化．
故答案為：2；b；（1）①F₁；②F₁=F₂+F₃；（2）

F1

F2

×ρ_水；（3）物體浸沒前，深度越深，浮力越大；物體浸沒后，浮力與深度無關(guān)．

點(diǎn)評(píng)：物體受到的浮力與排開液體的體積大小有關(guān)，與所處的深度無關(guān)．當(dāng)物體接觸液面不斷向下過程中，不要只注意深度的增大，排開液體的體積也是增大的，這才是浮力增大的根本原因．