Question

小王為了探究物體在水中不同深度所受浮力的變化情況，如圖甲所示，將一個高度為10cm的圓柱體金屬塊掛在彈簧測力計下，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不同深度與彈簧測力計相應的示數F．實驗數據如下表：

次數	1	2	3	4	5	6	7	8
h（cm）	0	2	4	6	8	10	12	14
F（N）	6.75	6.25	5.75	5.25	4.75	4.25	4.25	4.25

（1）分析表中實驗數據，可以得出物體重

 

N，第4次實驗時，物體受到的浮力是

 

．
（2）分析表中第1列到第5列數據，說明

 

．
（3）分析表中第6列到第8列數據，說明

 

．
（4）圖中能正確反映彈簧測力計示數F和圓柱體下表面深度h關系的圖象是：

 

．

（5）如果再探究“浮力大小還受什么因素影響”這一問題，請你從圖乙中選出一些圖，針對這一個因素進行探究，并通過彈簧測力計的示數，說明你的探究結果．準備探究的問題是：

 

．選用的圖是：

 

．探究的結果是：

 

．

Answer 1

分析：（1）浸沒深度為0時，彈簧測力計的示數就是物體的重力，物體受到的浮力可用稱重法的表達式F_浮=G-F_拉求出；
（2）同時關注h和F的變化趨勢，可發現浮力是隨著h的增大而增大的，而h的增大表明其排開液體的體積在增大；
（3）6、7列數據中h還在增大，但F不再改變，說明浮力不再與h有關，找出原因就可得到結論；
（4）明確橫縱軸表示的內容，再分析F隨h的變化趨勢，與表格中的實驗結果相對照．
（5）根據控制變量法的要求確定所探究的問題，選擇實驗序號，得出實驗結論．

解答：解：（1）讀表格可知，h為0時，物體的重力G=6.75N，第4次實驗時，物體所受浮力F_浮=G-F_拉=6.75N-5.25N=1.5N；
（2）分析表中第1至5列數據，觀察h和F的變化趨勢可得，在同種液體里，物體受到浮力的大小隨排開液體體積的增大而增大；
（3）第6至8列數據中h增大，但F不再改變，說明物體已完全浸沒，因此可得：物體浸沒在同種液體里，所受浮力的大小與浸沒的深度無關；
（4）通過分析表格中的數據可知，F隨h的變化趨勢是先變小再不變，因此，只有選項B符合題意；
（5）可以控制液體的種類不變，改變物體排開液體的體積，探究物體受到的浮力與物體排開液體體積間的關系，由圖示可知，滿足條件的實驗是①②③，可以得出的結論是：在同種液體中，物體排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大．
故答案為：（1）6.75，1.5；（2）在同種液體里，物體受到浮力的大小隨排開液體體積的增大而增大；
（3）物體浸沒在同種液體里，所受浮力的大小與浸沒的深度無關；（4）B．
（5）物體受到的浮力與物體排開液體體積間的關系；①②③；
在同種液體中，物體排開液體的體積越大，物體受到的浮力越大．

點評：通過此題我們要學會熟練運用稱重法的表達式求出浮力，對表格數據的分析是本題的重點，控制變量法依然是此類實驗必須要用到的，此題的易錯點在于分析圖象時要注意：彈簧測力計的示數F隨h的變化和浮力F_浮隨h的變化是不同的．