Question

小明为探究物体在水中不同深度所受浮力变化情况，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），如图所示．在圆柱体不接触容器底之前，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，实验数据如下表：

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）分析表中实验数据，可以得出物体重

 

N，第7次实验时，物体受到的浮力为

 

N；
（2）分析表中第1次到第5次实验数据，说明

 

；
（3）分析表中第6次到第7次实验数据，说明

 

；
（4）分析表中的数据，可以求出金属块的密度是

 

kg/m³；
（5）图中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面到水面距离h关系的图象是

 

．

Answer 1

分析：（1）第一次圆柱体下表面所处的深度h=0cm说明物体没有浸入水中，此时物体不受浮力，弹簧测力计的示数就是物体的自身重力，重力为6.75N．第7次，弹簧测力计的示数为4.25N，F_浮=G-F_示=6.75N-4.25N=2.50N．
（2）根据F_浮=ρ_液V_排g可知影响浮力大小的因素是液体的密度和物体排开液体的体积．由第1次到第5次实验数据可以发现浮力是在逐渐变大的，而液体密度是不变的，物体排开液体的体积随着浸入的深度增大而增大，由此得出：未浸没时，物体浸入水中越深，受到的浮力越大．
（3）第6次到第7次实验数据可以看出随着深度的增大浮力不变，液体密度不变，物体排开液体的体积自然也不变．而物体浸没在液体中，浸没的深度增大，物体排开液体的体积是不变的，由此得出：浸没后，物体受到的浮力与浸没深度无关．
（4）由（1）可知金属块的重力，根据m=

G

g

即可求出金属块的质量．而ρ=

m

v

，要求金属块的密度就要知道金属块的体积，金属块的体积怎么求呢？金属块浸没在水中，金属块排开水的体积就等于自身的体积，金属块浸没时排开水的体积可根据V排=

F浮

ρ液g

求出．
（5）未浸没时，物体浸入水中越深，受到的浮力越大；浸没后，物体受到的浮力与浸没深度无关．故此浮力的大小是先变大再不变．

解答：解：（1）物体的重力等于6.75N
第7次实验时，物体受到的浮力等于6.75N-4.25N=2.50N（或2.5）
故答案为：6.75，2.50
（2）由第1次到第5次实验数据可以发现浮力是在逐渐变大的，而液体密度是不变的，物体排开液体的体积随着浸入的深度增大而增大．
故答案为：未浸没时，物体浸入水中越深，受到的浮力越大
（3）物体浸没在液体中，浸没的深度增大，物体排开液体的体积是不变的．
故答案为：浸没后，物体受到的浮力与浸没深度无关．
（4）金属块的质量m=

G

g

=

6.75N

10N/kg

=0.675kg
金属块浸没在水中，金属块排开水的体积就等于自身的体积，金属块浸没时排开水的体积可根据
V排=

F浮

ρ液g

=

6.75N-4.25N

1.0×103kg/m3×10N/kg

=2.5×10-4m3
金属块的密度ρ=

m

v

=

0.675kg

2.5×10-4m3

=2.7×103kg/m3 
故答案为：2.7×10³
（5）浸没时，物体浸入水中越深，受到的浮力越大；浸没后，物体受到的浮力与浸没深度无关．故此浮力的大小是先变大再不变．故选B．

点评：本题主要考查浮力的测量方法和影响浮力大小的因素．