Question

16．在探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)的試驗(yàn)中，小明利用圓柱體做了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)．在圓柱體逐漸浸入水下的過(guò)程中（該過(guò)程圓柱體始終保持豎直位置），記錄 下彈簧秤的示數(shù)F與下端在水中深度h的關(guān)系如表所示．

h/cm	2	4	6	8	10	12
F/N	2.4	2.0	1.6	1.4	1.4	1.4

（1）圓柱體的重力是2.8N．
（2）請(qǐng)?jiān)趫D丙坐標(biāo)系中畫出浮力，隨深度h變化的圖線（F_浮～h圖象）．根據(jù)圖象可得出的結(jié)論：在圓柱體沒(méi)有完全浸沒(méi)水中之前受到的浮力大小與下表面所處的深度h成正比，完全浸沒(méi)后圓柱體受到的浮力大小不再變化
（3）接著，小明又將容器中的水換成鹽水，再次將圓柱體浸沒(méi)在液體中，讀出此時(shí)彈簧秤的示數(shù)，如圖丁所示．增加該實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的目的是為了探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)彈簧測(cè)力計(jì)的分度值讀出甲的示數(shù)即為圓柱體的重力；
（2）由表格數(shù)據(jù)可知，圓柱體下端在水中深度h對(duì)應(yīng)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，根據(jù)稱重法求出對(duì)應(yīng)的浮力，然后利用描點(diǎn)法做出圖象，然后分析圖象得出結(jié)論；
（3）浸在液體中的物體受的浮力大小和排開(kāi)液體的體積、液體密度有關(guān)，采用控制變量法來(lái)分析．

解答 解：（1）由圖甲可知，測(cè)力計(jì)的分度值為0.2N，
由指針位置可知，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為2.8N，即圓柱體的重力G=2.8N；
（2）由表格數(shù)據(jù)可知，
在深度為2cm時(shí)，拉力為2.4N，則此時(shí)圓柱體所受浮力F_浮=G-F_拉=2.8N-2.4N=0.4N，
在深度為4cm時(shí)，拉力為2.0N，則此時(shí)圓柱體所受浮力F_浮=G-F_拉=2.8N-2.0N=0.8N，
在深度為6cm時(shí)，拉力為1.6N，則此時(shí)圓柱體所受浮力F_浮=G-F_拉=2.8N-1.6N=1.2N，
在深度為8cm時(shí)，拉力為1.4N，則此時(shí)圓柱體所受浮力F_浮=G-F_拉=2.8N-1.4N=1.4N，
在深度為10cm時(shí)，拉力為1.4N，則此時(shí)圓柱體所受浮力F_浮=G-F_拉=2.8N-1.4N=1.4N，
在深度為12cm時(shí)，拉力為1.4N，則此時(shí)圓柱體所受浮力F_浮=G-F_拉=2.8N-1.4N=1.4N，
采用描點(diǎn)法畫出圖象如下：

由圖象知，物體未完全浸沒(méi)，浮力與h成正比，到完全浸沒(méi)后，深度增加，浮力大小不變，
故可得結(jié)論：在圓柱體沒(méi)有完全浸沒(méi)水中之前受到的浮力大小與下表面所處的深度h成正比，完全浸沒(méi)后圓柱體受到的浮力大小不再變化；
（3）圖丁實(shí)驗(yàn)中，圓柱體全部浸沒(méi)在鹽水中，和圖乙相比，排開(kāi)液體的體積相同，浸沒(méi)的深度相同，液體的密度不同，所以增加該實(shí)驗(yàn)環(huán)節(jié)的目的是為了探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系．
故答案為：
（1）2.8；
（2）如上圖所示；在圓柱體沒(méi)有完全浸沒(méi)水中之前受到的浮力大小與下表面所處的深度h成正比，完全浸沒(méi)后圓柱體受到的浮力大小不再變化．
（3）液體密度．

點(diǎn)評(píng) 本題主要考查的是學(xué)生對(duì)浮力計(jì)算公式、彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)、描點(diǎn)法作圖、控制變量法的理解和掌握，準(zhǔn)確畫出F_浮～h圖象并得出結(jié)論是關(guān)鍵．