Question

小明为了探究物体在水中不同深度所受浮力的变化情况，如右图所示，将一挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中（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深度h和弹簧测力计相应的示数F，实验数据如下表（g=10牛/千克）

次数	1	2	3	4	5	6	7
h（cm）	0	2	4	6	8	10	12
F（N）	6.75	6.25	5.75	5.25	4.75	4.25	4.25

（1）分析表中第6列到第7列数据，说明完全浸没的金属圆柱体受到的浮力与它所处的深度

无

关；（选填“有”或“无”）
（2）下图中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面所处的深度h关系的图象是

B

．

（3）分析表中实验数据，可以得出圆柱体的横截面积是

25

 平方厘米．

Answer 1

分析：（1）实验中，物块是从空气中逐渐浸没入不中的，因此，在分析数据时要注意到这一点；
（2）F与h的关系，一开始是F随h而减小，后来则F不再变化；
（3）圆柱体的横截面积要根据它的体积和高度来求出，高度可从h的数据中看出，体积则要通过浮力的公式进行计算．

解答：解：（1）分析数据可以看出第1-5次数据，物块在逐渐浸入水中，而第6、7次则完全浸没，因此，从F的数据可看出，它所受的浮力与所处的深度无关；
（2）在第1-5次数据中，F随h的增大而减小，而到第6、7次时，h增大，但F不再变化，因此，图象中只有B符合题意；
（3）第1次数据表时，物块的重力为6.75N，第6次的数据表时，物块完全浸没时的拉力为4.25N，故F_浮=G-F_拉=6.75N-4.25N=2.5N；
根据浮力的公式，完全浸没时V_排=

F浮

ρ水g

=

2.5N

1.0×103kg/m3× 10N/kg

=250cm³；
从表中第6次的数据可知，此圆柱体的高度10cm，故其横截面积S=

V

h

=

250cm3

10cm

=25cm²．
故答案为：（1）无；（2）B；（3）25．

点评：在此题的实验过程中有几个点需要特别留意，一是物体是逐渐浸入水中的，因此，弹簧测力计的示数是从逐渐减小，到最后不再减小；二是第1组数据是物块的重力，第6组数据开始完全浸没；三是圆柱体横截面积的求法应根据其体积与高度来计算，而体积的求出要用到浮力的公式，高度则可从第6组数据中读出．