Question

20．如圖1所示，底面積為80cm³的圓筒形容器內(nèi)裝有適量的水，放在水平桌面上；底面積為60cm²、高為12cm的實心圓柱形物體A用細(xì)線拴好并懸掛在彈簧測力計下．小王要探究圓柱形物體A逐漸浸人圓筒形容器內(nèi)的水中時（水沒有溢出容器），彈簧測力計的示數(shù)F與圓柱形物體A下表面離水面的距離h的關(guān)系．（不計細(xì)線重，g取10N/kg）　
（1）除圖中的器材外，還需要的測量工具是刻度尺．
（2）小王從圓柱體接觸水面至接觸容器底之前，分別記下h和F，并將測量的結(jié)果填寫在下面的表格中．

實驗次序	1	2	3	4	5	6	7	8	9
距離h/cm	0	2	4	6	8	10	12	14	16
拉力F/N	9.0	7.8	6.6	5.4	4.2	3.0	1.8	1.8	1.8
浮力F/N	0	1.2	2.4	3.6	4.8	6.0	7.2	7.2	7.2

①依據(jù)表中數(shù)據(jù)，在圖2的方格紙中畫出F與h關(guān)系的圖象．
②分析圖象，可以得出結(jié)論：當(dāng)h＜12cm時，當(dāng)h增大時，物體受到的浮力變大；當(dāng)h＞12cm時，圓柱形物體A受到的浮力不再變化的實質(zhì)是：物體受到的浮力與浸沒深度無關(guān)．
③通過你已學(xué)習(xí)的知識計算，在做次序3的實驗時，物體A受到的浮力為2.4N．

Answer 1

分析 （1）實驗?zāi)康氖茄芯繌椈蓽y力計的示數(shù)F與圓柱形物體A下表面離水面的距離h的關(guān)系，需要測量的物理量是拉力和物體下表面距離水面的深度，測量工具需要彈簧測力計和刻度尺；
（2）①根據(jù)實驗數(shù)據(jù)設(shè)計圖象時，先要確定橫軸和縱軸代表的物理量，然后根據(jù)數(shù)值確定標(biāo)度，最后描點連線做出圖象；
②實驗過程分兩步：當(dāng)h＜12cm時，物體浸入水中到完全浸沒；當(dāng)h＞12cm時，物體完全浸沒在水中．彈簧測力計的示數(shù)變化可以從數(shù)據(jù)中得出浮力變化；
③對比實驗次序1和3可以得到物體的重力和彈簧測力計的拉力，兩者之差就是受到的浮力．

解答 解：（1）彈簧測力計測量拉力，物體底面到水面的距離需要使用刻度尺測量；
（2）①根據(jù)實驗數(shù)據(jù)做出圖象如下：

②分析圖象，可以得出結(jié)論：當(dāng)h＜12cm時，即在物體A沒有浸沒之前，當(dāng)h增大時，物體受到的浮力變大；當(dāng)h＞12cm時，即在物體A浸沒后，當(dāng)增大h時，彈簧測力計的示數(shù)F不變；即圓柱形物體A受到的浮力不再變化，實質(zhì)是：物體受到的浮力與浸沒深度無關(guān)．
③由實驗次序1知，物體的重力為G=9N，實驗次序3中彈簧測力計的拉力為F=6.6N，
所以此時受到的浮力為F_浮=G-F=9N-6.6N=2.4N．
故答案為：
（1）刻度尺；
（2）①F與h圖象關(guān)系如上圖所示；②當(dāng)h增大時，物體受到的浮力變大；浸沒深度；③2.4．

點評 本題考查浮力與深度的關(guān)系，在探究F與h的關(guān)系時，在未浸沒之前，有的同學(xué)錯誤的認(rèn)為，浮力與深度有關(guān)，這種認(rèn)識是片面的，因為忽視了深度變化引起排開液體體積的變化．