Question

實驗中學物理課外實驗小組，為了探究物體浸在水中不同深度所受浮力的變化情況，進行了如下的實驗：將一掛在彈簧測力計下的圓柱型金屬體（高度為10cm）緩慢浸入水中（水足夠深），從圓柱體接觸水面至接觸容器底之前，分別記下圓柱體下表面所處的深度h和彈簧測力計的示數(shù)F．實驗數(shù)據(jù)如下表：

實驗次序	1	2	3	4	5	6	7	8
h/cm		2	4	6	8	10	12	14
F/N	4.75	4.25	3.75	3.25	2.75	2.25	2.25	2.25
F浮/N		0.50	1.00	1.50			2.50	2.50

（1）請將空格處兩次實驗計算出的浮力填入表格；
（2）依據(jù)表中數(shù)據(jù)，在右邊的坐標系中畫出浮力F_浮與深度h關系的圖象；
（3）通過對圖象的分析，你得到的結論是：______．

Answer 1

【答案】分析：（1）本題利用二次稱重法求浮力，題目中沒明確給出重力大小，我們可以通過分析所給數(shù)據(jù)找到物體所受到重力的大小即第1次實驗物體沒浸入水面之前彈簧測力計的示數(shù)．
（2）利用描點作圖法根據(jù)數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)在所給坐標中逐一描點，然后連接成線．注意縱坐標和橫坐標分別代表的物理量．
（3）根據(jù)浮力F_浮與深度h關系圖象的性質(zhì)和特點，逐段分析其中的規(guī)律，找到浮力F_浮與深度h的關系，得出合理的結論．
解答：解：（1）第1次實驗圓柱體沒有浸入水中（h=0）可知它的重力為G=4.75N．利用二次稱重法：
在第5次實驗中F_浮=G-F=4.75N-2.75N=2.00N，
在第6次實驗中F'_浮=G-F'=4.75N-2.25N=2.50N．
故答案為：2.00，2.50．
（2）利用描點作圖法根據(jù)數(shù)據(jù)表中的數(shù)據(jù)在所給坐標中逐一描點，然后連接成線．見下圖：
   
（3）分析上圖不難發(fā)現(xiàn)：
①在前六次實驗中隨著物體浸入水中的深度不斷增加，它排開的液體的體積不斷增加，浮力的大小也不斷增加，并且呈正比例函數(shù)圖象．所以，物體所受浮力的大小與物體排開液體的體積有關并且在同種液體中，浮力的大小與物體排開液體的體積成正比．
②在最后三次實驗中，物體已全部浸沒水中，物體浸沒在水中的深度不斷增加，物體受到的浮力大小卻不改變，所以物體所受浮力的大小與物體浸沒在水中的深度無關．
故答案為：①浮力的大小與物體排開液體的體積有關．
②在同種液體中，物體所受浮力的大小與物體排開液體的體積成正比．
③浮力的大小與物體浸沒在液體中的深度無關．（符合規(guī)律的結論均可）
點評：此題考查到了求浮力的方法．在求浮力時，如果題目中給出了彈簧測力計的示數(shù)或者拉力的大小一般是用二次稱重法：F_浮=G-F；如果給出了物體的體積，一般要用阿基米德原理：F_浮=G_排=ρ_液V_排g；如果物體處于漂浮或懸浮狀態(tài)一般用等重法：F_浮=G．