Question

在“浮力”這一節(jié)課上，老師要求同學(xué)們完成下面幾個探究：
（1）在水桶中裝半桶水．用手把空的飲料罐按入水中越深，觀察發(fā)現(xiàn)水面升得越高，說明飲料罐排開水的重力越大；同時感受到手對罐向下的壓力也越大，這說明罐受到向上的浮力______（選填“變大”、“變小”或“不變”）．于是同學(xué)們猜想：浮力大小可能跟______有關(guān)．
（2）在彈簧測力計(jì)下面掛一石塊，測得石塊重力為G，把石塊浸入水中靜止時彈簧測力計(jì)示數(shù)減小為F，通過分析石塊在水中靜止時的受力情況，在下圖方框內(nèi)畫出石塊的受力示意圖，則石塊所受浮力的表達(dá)式：F_浮=______．（用題目所給的字母表示）
（3）某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)中通過數(shù)據(jù)分析，得到了測力計(jì)示數(shù)F和物體下表面在水中的深度h關(guān)系的圖象，應(yīng)該是______．（物體未接觸容器底）

Answer 1

【答案】分析：（1）對飲料瓶進(jìn)行受力分析，然后判斷浮力如何變化，根據(jù)題意判斷浮力如果變化．
（2）對石塊進(jìn)行受力分析，然后作出石塊的受力示意圖；由平衡條件求出石塊受到的浮力表達(dá)式．
（3）石塊浸入水的過程中受到的浮力增大，彈簧測力計(jì)的拉力變小，當(dāng)石塊浸沒在水中后，浮力不變，
拉力不變，分析各選項(xiàng)所示圖象，找出符合拉力變化關(guān)系的圖象．
解答：解：（1）空飲料罐的重力很小，可以忽略不計(jì)，飲料罐在水中受到向上的浮力F_浮，向下的手的壓力F作用，飲料罐處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得F_浮=F；手對飲料罐的壓力F與飲料罐對手的支持力F′大小相等，由題意知，手受到的力F′越來越大，因此飲料罐受到的壓力F越來越大、飲料罐受到的浮力變大；由題意知，飲料罐排開水的重力變大，浮力變大，由此可猜想：浮力大小可能跟物體排開水的重力有關(guān)．
（2）石塊在水中受：豎直向下的重力G，豎直向上的浮力F_浮、豎直向上的拉力F作用，石塊處于平衡狀態(tài)，由平衡條件得：G=F_浮+F，則浮力F_浮=G-F；從力的作用點(diǎn)，沿力的方向，作有向線段，即可作出石塊受力的示意圖，石塊受力示意圖如圖所示．
（3）隨物體不斷浸入水中，物體下表面在水中的深度h逐漸增大，物體排開水的重力增大，物體受到的浮力增大，彈簧測力計(jì)的拉力F=G-F_浮變小，當(dāng)物體浸沒在水中后，h再增大，物體排開水的體積不變，物體受到的浮力不變，彈簧測力計(jì)的拉力不變；分析圖示四個圖象可知，D符合拉力與h的關(guān)系，故D正確．
故答案為：（1）變大；物體排開水的重力；（2）石塊受力示意圖如圖所示；G-F；（3）D．
點(diǎn)評：本題難度不是很大，認(rèn)真審題、充分理解題意，對物體正確受力分析、熟練應(yīng)用平衡條件，即可正確解題．