Question

4．小明为了探究物体在水中不同深度所受的浮力变化情况，将一挂在弹簧测力计下的长方体金属块缓慢浸入水中（水足够深），在长方体接触容器底之前，分别记下了长方体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
h/cm	0	2	4	6	8	10	12
F/N	10	9.5	9.0	8.5	8.0	8.0	8.0

（1）表格中实验数据，你能得出物体重量10N；
第3次实验时，物体受到的浮力为1N；
（2）观察分析表中第1列到第4列数据说明在液体密度一定时，物体受到的浮力大小与物体排开的液体体积有关，物体排开的液体体积越大，物体受到的浮力越大；
（3）观察分析表中第5列到第7列数据说明当物体浸没在液体中时，物体受到的浮力大小与物体浸入液体中的深度无关；
（4）下列图中能正确反映测力计示数F和长方体下表面到水面距离h的关系的图象是：B

Answer 1

分析 本题利用称重法求浮力，题目中没明确给出重力大小，我们可以通过分析所给数据找到物体所受到重力的大小即第1次实验物体没浸入水面之前弹簧测力计的示数．
探究物体在水中不同深度所受浮力的变化情况时．应采用控制变量法观察所给数据，找出变量和不变量，归纳得出合理的结论．

解答 解：
（1）第1次实验长方体金属块没有浸入水中（h=0）可知它的重力为G=F₁=10N．
利用称重法：
在第3次实验中F_浮=G-F₃=10N-9N=1N．
（2）分析表中第1列到第4列数据可知：
长方体金属块浸入水的深度增加，即排开液体的体积增大，弹簧测力计的示数减小，由F_浮=G-F可知浮力增大，
说明：在液体密度一定时，物体受到的浮力大小与物体排开的液体体积有关，物体排开的液体体积越大，物体受到的浮力越大．
（3）分析表中第5列到第7列数据可知：
圆柱浸没水中的深度不同，即排开液体的体积相同，弹簧测力计的示数不变，由F_浮=G-F可知浮力不变，
说明：当物体浸没在液体中时，物体受到的浮力大小与物体浸入液体中的深度无关．  
（4）整个实验可以看出长方体金属块在未浸没时，受到的浮力随深度增加而增大，浸没后浮力与浸入深度无关，由F=G-F_浮可知测力计示数先减小后增大，由此可知B图正确．
故答案为：
（1）10；1；（2）在液体密度一定时，物体受到的浮力大小与物体排开的液体体积有关，物体排开的液体体积越大，物体受到的浮力越大；
（3）当物体浸没在液体中时，物体受到的浮力大小与物体浸入液体中的深度无关；（4）B．

点评 本题考查了探究物体在水中不同深度所受浮力的变化情况，以及利用称重法求浮力的大小和图象的理解，侧重考查了控制变量法的思想，控制变量法是物理学习中最重要方法之一，所以一定要掌握好．