Question

小明為了探究物體在水中不同深度所受浮力的變化情況，如右圖所示，將一掛在彈簧測(cè)力計(jì)下的金屬圓柱體緩慢浸入水中（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（g=10牛/千克）

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）分析表中第6列到第7列數(shù)據(jù)，說(shuō)明完全浸沒(méi)的金屬圓柱體受到的浮力與它所處的深度

無(wú)

關(guān)；（選填“有”或“無(wú)”）
（2）下圖中能正確反映彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F和圓柱體下表面所處的深度h關(guān)系的圖象是

B

．

（3）分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，可以得出圓柱體的橫截面積是

25

 平方厘米．

Answer 1

分析：（1）實(shí)驗(yàn)中，物塊是從空氣中逐漸浸沒(méi)入不中的，因此，在分析數(shù)據(jù)時(shí)要注意到這一點(diǎn)；
（2）F與h的關(guān)系，一開(kāi)始是F隨h而減小，后來(lái)則F不再變化；
（3）圓柱體的橫截面積要根據(jù)它的體積和高度來(lái)求出，高度可從h的數(shù)據(jù)中看出，體積則要通過(guò)浮力的公式進(jìn)行計(jì)算．

解答：解：（1）分析數(shù)據(jù)可以看出第1-5次數(shù)據(jù)，物塊在逐漸浸入水中，而第6、7次則完全浸沒(méi)，因此，從F的數(shù)據(jù)可看出，它所受的浮力與所處的深度無(wú)關(guān)；
（2）在第1-5次數(shù)據(jù)中，F(xiàn)隨h的增大而減小，而到第6、7次時(shí)，h增大，但F不再變化，因此，圖象中只有B符合題意；
（3）第1次數(shù)據(jù)表時(shí)，物塊的重力為6.75N，第6次的數(shù)據(jù)表時(shí)，物塊完全浸沒(méi)時(shí)的拉力為4.25N，故F_浮=G-F_拉=6.75N-4.25N=2.5N；
根據(jù)浮力的公式，完全浸沒(méi)時(shí)V_排=

F浮

ρ水g

=

2.5N

1.0×103kg/m3× 10N/kg

=250cm³；
從表中第6次的數(shù)據(jù)可知，此圓柱體的高度10cm，故其橫截面積S=

V

h

=

250cm3

10cm

=25cm²．
故答案為：（1）無(wú)；（2）B；（3）25．

點(diǎn)評(píng)：在此題的實(shí)驗(yàn)過(guò)程中有幾個(gè)點(diǎn)需要特別留意，一是物體是逐漸浸入水中的，因此，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)是從逐漸減小，到最后不再減小；二是第1組數(shù)據(jù)是物塊的重力，第6組數(shù)據(jù)開(kāi)始完全浸沒(méi)；三是圓柱體橫截面積的求法應(yīng)根據(jù)其體積與高度來(lái)計(jì)算，而體積的求出要用到浮力的公式，高度則可從第6組數(shù)據(jù)中讀出．