Question

【題目】老李利用如圖的器材進行“探究浮力的大小跟物體浸入液體的深度是否有關？”的實驗．

老李用彈簧測力計測出物塊重__________N（如圖所示），并把它慢慢放入水中．根據測力計的實驗數據，他繪制了彈簧測力計對物塊的拉力和物塊所受浮力隨浸入水深度變化的圖像（如圖所示）．小鈺分析圖像可知：圖像______（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像．

（1）根據如圖的圖像信息，請寫出：

①如圖測力計示數是________（選填：“F1”、“F2”和“F3”）的大小；

②F1、F2和F3這三個力大小之間的等式關系式是：_________________________．

（2）水的密度用ρ水表示，利用所測物理量的符號，得到實心物塊密度的表達式為：ρ物=__________．

（3）根據圖像分析，本次實驗的結論是：_______________________________________．

Answer 1

【答案】 2 b F1 F1=F2+F3 物體浸沒前，物體浸入液體的深度越深，物體所受浮力越大；物體浸沒后，物體所受浮力大小與物體浸入液體的深度無關

【解析】由圖13可知，彈簧測力計的分度值為0.5N，所以物體的重力為G=2N。

圖14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，當物體浸沒在水中后，浮力保持不變。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系的是b。

根據題目圖象信息可知：

①在圖14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，彈簧測力計的示數即為圖中F1的大小。

②圖象a中的F3表示物體全部浸沒后彈簧測力計的拉力。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力的作用，向下的重力和向上的浮力、拉力，此時物體處于靜止狀態，受的是平衡力，即重力等于浮力與拉力之和，所以F1=F2+F3

物體的質量

當物體完全浸沒時，受到的浮力

因為 ，所以物體的體積

物體的密度

（4）根據圖象可知，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，物體所受浮力大小與物體浸入液體的深度無關。