Question

如图，某同学做实验研究物体在水中所受浮力是否与深度有关，他将一块长方体金属块挂在弹簧测力计下，将金属块缓慢浸入水中（水足够深），记录金属块下表面所处的深度h和相应的弹簧测力计示数F，在金属块接触容器底之前，实验数据如下表，则（ρ酒精=0.8×103kg/m3）（　　） h/cm 0 2 4 6 8 10 12 14 F/N 8.15 7.65 7.15 6.65 6.15 6.15 6.15 6.15

A．由上述实验数据可知金属块在水中所受浮力与金属块在水中的深度有关

B．当h是8cm时，金属块受到的浮力是6.15N

C．该金属块重2N

D．如果将该金属块完全浸没在酒精液体里，则它受到的浮力减小0.4N

Answer 1

分析：（1）如果单独研究浮力大小与金属块在水中的深度的关系，应保证金属块排开水的体积相同，即完全浸没才行，因此，应分析表中h≥6cm时的数据；
（2）金属块的重就是h为0时弹簧测力计的示数，从表中第一列数据可以读出；读出h是8cm时拉力F的大小，利用称重法的表达式可求出浮力的大小；
（3）根据金属块在水中受到的浮力，可求出金属块排开水的体积，即金属块的体积，再利用公式F_浮=ρgV_排，可求出金属块浸没在酒精里时受到的浮力，然后求出金属块在水与酒精中所示浮力的差值．

解答：解：A、分析表格中的数据可知，当h为0到6cm时，金属块排开水的体积逐渐增大，因此，弹簧测力计的示数逐渐减小，而我们要研究金属块所受浮力与其浸没深度的关系，应选择在金属块完全浸没时，只改变深度的大小，故应比较6cm-14cm时弹簧测力计的示数．从表中可以看出，在这一过程中，深度增大，弹簧测力计的示数不变，即浮力不变，故二者是无关的，故A错误；
B、该金属块的重力就是表中h=0时，测力计示数F的大小，即G=8.15N．当h为8cm时，F=6.15N，∴浮力F_浮=G-F_拉=8.15N-6.15N=2N，即当h是8cm时，金属块受到的浮力是2N，故B错误；
C、由B分析可知，金属块的重力是8.15N，故C错误；
D、∵F_浮=ρ_水gV_排，∴金属块的体积V=V_排=

F浮

ρ水g

=

2N

1×103kg/m3×10N/kg

=2×10^-4m³，金属块完全浸没在酒精中时受到的浮力F_浮′=ρ_酒精gV=0.8×10³kg/m³×10N/kg×2×10^-4m³=1.6N，如果将该金属块完全浸没在酒精液体里，则它受到的浮力减小F_浮-F_浮′=2N-1.6N=0.4N，故D正确；
故选D．

点评：A选项是本题的易错点，要注意必须在保证排水体积相同的情况下，即完全浸没时，才能比较浮力的大小与深度的关系；
注意找准相关的数据，利用称重法的表达式可顺利解决此问题；
本题考查了浮力公式的灵活运用，必须先求出金属块的体积，才能再进一步求其浸没在酒精中的浮力，两次都用到了浮力的公式．