Question

小李同学为了研究物体在水中不同深度处所受浮力的变化情况，如图所示，将挂在弹簧测力计上的高度为8厘米的圆柱体金属块缓缓浸入水中（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不同深度h和测力计相应的示数F，测得实验数据如下表：

次数	1	2	3	4	5	6	7
h（厘米）		2	4	6	8	10	12
F（牛）	7.15	6.55	5.95	5.35	4.75	4.75	4.75
F浮（牛）		0.6	1.2

（1）分析表中实验数据，可以得出物体重______牛；
（2）完成表格填写；
（3）分析表中第2列到第6列数据，可得出结论：______．
（4）分析表中第7列到第8列数据，可得出结论：______．

Answer 1

【答案】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．
（2）物体受到的浮力可用称重法进行计算，即F_浮=G-F_拉求出．
（3）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）根据题意，金属块在深度h=0cm说明没有浸入水中，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，即重力为7.15N．
（2）第1次物体受到的浮力F_浮1=G-F₁=7.15N-7.15N=0；
第4次物体受到的浮力F_浮4=G-F₄=7.15N-5.35N=1.8N；
第5物体受到的浮力F_浮5G-F₅=7.15N-4.75N=2.4N；
第6次物体受到的浮力F_浮6=G-F₆=7.15N-4.75N=2.4N；
第7次物体受到的浮力F_浮7=G-F₇=7.15N-4.75N=2.4N．故表格如下：

次数	1	2	3	4	5	6	7
h（厘米）		2	4	6	8	10	12
F（牛）	7.15	6.55	5.95	5.35	4.75	4.75	4.75
F浮（牛）	0	0.6	1.2	1.8	2.4	2.4	2.4

（3）分析表中第2列到第6列数据可知：圆柱浸入水的深度不同，即排开液体的体积不同，弹簧测力计的示数也不相同，
故可得出结论：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．
（4）分析表中第7列到第8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，
故可得出结论：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．
故答案为：（1）7.15；（2）如上表所示；（3）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；（4）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．
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，以及利用二次称重法求浮力的大小，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．