Question

小王为了探究物体在水中不同深度所受浮力的情况，将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中（水足够深），在圆柱体接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F，实验数据如表

次数	1	2	3	4	5	6	7	8
h/cm		2	4	6	8	10	12	14
F/N	7	6.5	6	5.5	5	4.5	4.5	______

（1）由于粗心，第8次实验数据小王没有记录，请你帮他填写完整．
（2）分析表中实验数据，可以得出物体重______N，第3次实验时，物体受到的浮力为______N，第7次实验时，物体受到的浮力为______N．
（3）表中第1列到第6列数据，说明：______．
（4）表中第7列到第8列数据，说明：______．
（5）如图所示，能正确反映弹簧测力计F和圆柱体下表面所处的深度h关系的是______，能正确反映圆柱体受到的浮力F和圆柱体下表面所处的深度h关系的是______．

Answer 1

【答案】分析：（1）通过分析表中实验数据可知，物体完全浸没后，随金属块浸入水中深度的增加，弹簧测力计的示数不再改变，据此可得出第8次实验的数据；
（2）分析表中的实验数据可以看出，第1次实验中F的大小，就是物体的重力，金属圆柱体在水中受到竖直向下的重力G，竖直向上的弹簧测力计的拉力F，竖直向上的浮力F_浮作用，由平衡条件可知，物体受到的浮力等于重力与弹簧测力计示数之差，即F_浮=G-F；
（3）同时关注h和F的变化趋势，可发现浮力是随着h的增大而增大的，而h的增大表明其排开液体的体积在增大；
（4）7、8列数据中h还在增大，但F不再改变，说明浮力不再与h有关，找出原因就可得到结论；
（5）物体在没有完全浸没前，深度越深弹簧测力计的拉力减小，浮力增大，当完全浸没后，深度增加，弹簧测力计的示数、浮力均不再改变．
解答：解：（1）分析数据变化可知，当第6次实验时，物体已完全浸没于水中，因为，再增加深度，其排水的体积也不会改变，弹簧测力计的示数F仍为4.5N，第八次弹簧测力计示数为4.5N，如下表所示；

次数	1	2	3	4	5	6	7	8
h/cm		2	4	6	8	10	12	14
F/N	7	6.5	6	5.5	5	4.5	4.5	4.5

（2）物体在空气中时，弹簧测力计的示数，就是它的重力，即第1次实验中的示数F=G=7N；
第3次实验时，物体受到的浮力为7N-6N=1N，第7次实验时，物体受到的浮力为7N-4.5N=2.5N；
（3）分析表中第1-6列数据，观察h和F的变化趋势可得，在同种液体里，物体受到浮力的大小随排开液体体积的增大而增大；
（4）第7、8列数据中h增大，但F不再改变，说明物体已完全浸没，因此可得：物体完全浸没在同种液体里，所受浮力的大小与浸没的深度无关；
（5）通过分析数据可知，当深度h增大时，弹簧测力计的示数先减小，后不变，浮力是先变大，后不变，因此B和D分别符合题意的要求．
故答案为：（1）如上表所示；（2）7；1；2.5；（3）在同种液体里，物体受到浮力的大小随排开液体体积的增大而增大；（4）物体浸没在同种液体里，所受浮力的大小与浸没的深度无关；（5）B；D．
点评：在此实验中，关键是通过分析数据，明确弹簧测力计示数、浮力大小与物体排水体积的变化规律，进而做出正确的判断．通过此题我们要学会熟练运用称重法的表达式求出浮力，对表格数据的分析是本题的重点，控制变量法依然是此类实验必须要用到的，此题的易错点在于分析图象时要注意：弹簧测力计的示数F随h的变化和浮力F_浮随h的变化是不同的．