Question

一位学生在探究影响浮力大小的因素时，做了如图1所示的实验．他根据测得的实验数据，做出了弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面在水中深度h关系的图象，如图2所示．分析图象可知：
（1）AB段表示圆柱体受到的浮力

变大

（填：“变大”或“变小”）；BC段表示浮力不变，不变的原因是圆柱体

排开液体的体积

不再发生变化．
（2）圆柱体的密度ρ=

3

g/cm³．

Answer 1

分析：（1）根据F-h的关系图象可知拉力F先变小后不变，由F_浮=G_物-F可知浮力变化情况；根据物体所受浮力大小只与液体的密度和排开液体的体积有关，与浸没的深度无关结合图象BC段表示的含义进行解答．
（2）先由图象得出圆柱体的物重，根据G=mg求出其质量；再根据称重法求出圆柱体完全浸没时受到的浮力，根据阿基米德原理的变形时求出排开液体的体积即为圆柱体的体积，最后根据密度公式求出圆柱体的密度．

解答：解：（1）由弹簧测力计的示数F与物体下表面所处深度h的关系图象可以知道：弹簧测力计的示数随着深度的增加是先变小再不变的，而测力计的示数等于物体重力减去物体浸在液体中的浮力．所以此图象中AB段表示圆柱体受到的浮力变大；因BC段表示排开液体的体积不变，且物体所受的浮力与浸没的深度无关，所以受到的浮力不变．
（2）由图象可知，圆柱体重G=4.5N，
∴圆柱体的质量m=

G

g

=

4.5N

10N/kg

=0.45kg，
∵当圆柱体全浸入时，弹簧测力计的示数F′=3N，
∴圆柱体受完全浸没时受到的浮力F_浮=G-F′=4.5N-3N=1.5N；
∵F_浮=ρv_排g，
∴圆柱体的体积v=v_排=

F浮

ρg

=

1.5N

1.0×103kg/m3×10N/kg

=1.5×10^-4m³，
圆柱体的密度ρ=

m

V

=

0.45kg

1.5×10-4m3

=3×10³kg/m³=3g/cm³．
故答案为：（1）变大；排开液体的体积；（2）3．

点评：本题考查知识点比较多，密度的计算、重力的计算、浮力的计算及其公式变形，会识图并从中得出相关信息是本题的关键，属于难题．