Question

如圖，小東同學為了探究物體在水中不同深度所受浮力的變化情況，將一長方體掛在彈簧測力計下，在長方體接觸容器底之前，分別記下長方體下表面到水面距離h和彈簧測力計相應的示數(shù)F_拉，實驗數(shù)據(jù)如
下表：

次數(shù) 測量值	1	2	3	4	5	6	7
h/cm	0	2.0	4.0	6.0	8.0	10.0	12.0
F拉/N	6.5	6.0	5.5	5.0	4.5	4.5	4.5

（1）分析表中數(shù)據(jù)，這個長方體的質量是______kg，第4次實驗時，長方體受到浮力為______N，它的體積為______cm³．
（2）分析第1次到第5次實驗數(shù)據(jù)，說明物體浸沒于液體之前，浮力與浸入液體體積的關系是______．
（3）分析第5次到第7次實驗數(shù)據(jù)，說明______．
（4）如圖中能正確反映浮力F_浮和物體下表面到水面距離h關系的圖象為______．

Answer 1

解：（1）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，物體沒有浸入水中時，彈簧測力示數(shù)為6.5N，則物體重力G=6.5N，∵G=mg，∴物體質量m==≈0.65kg；第4次實驗時，長方體受到的浮力為6.5N-5.0N=1.5N；由表中實驗數(shù)據(jù)可知，物體完全浸入水中時受到的浮力F_浮=6.5N-4.5N=2N，∵F_浮=ρ_水gV_排，∴物體體積V=V_排==≈2×10^-4m³=200cm³．
（2）物體受到的浮力F_浮=G-F_示，由表中第1次到第5次實驗數(shù)據(jù)可知，物體浸沒于液體之前，浮力與浸入液體體積的關系是浮力跟浸入液體的體積成正比；
（3）由表中第5次到第7次實驗數(shù)據(jù)可知，物體浸沒入液體后，物體受到的浮力與浸入的深度無關；
（4）由表中實驗數(shù)據(jù)可知，物體沒有完全浸入水中時，隨物體下表面到水面距離h的增大，物體排開液體的體積增大，物體受到的浮力逐漸增大，當物體完全浸入水中時，隨物體下表面到水面距離h增加，物體排開液體的體積不變，物體受到的浮力不變，由此可知，圖象D正確．
故答案為：（1）0.65； 1.5；200；（2）浮力跟浸入液體的體積成正比；（3）物體浸沒入液體后，物體受到的浮力與浸入的深度無關；（4）D．
分析：（1）物體浸入水中的深度為0時，彈簧測力計的示數(shù)就等于物體的重力；物體浸入液體時，受到的浮力等于物體重力與彈簧測力計拉力之差，F(xiàn)_浮=G-F_示．由表中實驗數(shù)據(jù)求出物體的重力，然后求出其質量，求出物體完全浸沒在水中時受到的浮力，然后由浮力公式求出它的體積．
（2）計算出第一次到第五次的浮力，得出浮力和深度的關系；
（3）求出第五次到第七次的鐵塊受到的浮力，得出浮力和深度的關系；
（4）物體浸入水中受到的浮力F_浮=G-F_示，根據(jù)表中實驗數(shù)據(jù)分析答題．
點評：此題是浮力和深度關系的探究實驗，主要是考查對實驗數(shù)據(jù)的分析能力，這也是課標上的一個明確要求，需要掌握．