Question

小王为了探究物体在水中不同深度所受浮力变化情况，如图所示，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），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

⑴分析表中实验数据，第7次实验时，物体受到的浮力    N；物体的密度是       kg/m³。如果将圆柱体从弹簧测力计上取下，使其沉入容器底部，则静止时圆柱体对容器底的压力为

        N。

⑵分析表中第1列到第5列数据，说明                               ；

⑶分析表中第6列到第7列数据， 说明                               ；

⑷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关系的图像是： （     ）

⑸如果小王还想探究：物体所受浮力大小是否与物体的形状有关？老师提供的器材有：弹簧测力计，三个形状不同的小石块，橡皮泥，烧杯、细线和水。请你帮助小王从中选择器材，设计实验方案继续进行实验的探究，简要写出实验所需的器材和实验做法。

器材：                               ；

实验：                                                                       。

 

Answer 1

【答案】

⑴2.5　2.7×10³  4.25

⑵浸在液体中的物体受到的浮力跟排开液体的体积有关，排开的液体体积越大，受到的浮力越大

⑶浸没在液体中的物体受到的浮力和深度无关 

⑷B

⑸器材：弹簧测力计、橡皮泥、烧杯、细线和水

实验步骤：

a．①用细线将橡皮泥吊在弹簧测力计上，测出橡皮泥重G；

②将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F₁；

③改变橡皮泥形状，将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F₂；

④再改变橡皮泥形状，将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F₃

a．求出橡皮泥各次在水中所受的浮力。若各次所受浮力相等，说明浮力大小与形状无关；若各次所受浮力不等，说明浮力大小与形状有关

b．①用细线将橡皮泥吊在弹簧测力计上，将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F₁；

②改变橡皮泥形状，把橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F₂；

③再改变橡皮泥形状，把橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F₃

⑶（答案要与实验步骤对应）

b．比较橡皮泥各次浸没水中时测力计示数。若测力计的示数相等，说明浮力大小与形状无关；若测力计的示数不等，则说明浮力大小与形状有关

【解析】

试题分析：（1）读表格可知，h为0时，物体的重力，第７次实验时，物体所受浮力；

分析表格数据可知：第七次实验时，物体已全部浸入水中，所以：

将圆柱体从弹簧测力计上取下，使其沉入容器底部，则静止时圆柱体对容器底的压力为重减去最大浮力，所以压力为第七次的测力计示数：4.25Ｎ

（2）分析表中第1-5列数据，观察h和F的变化趋势可得，在同种液体里，物体受到浮力的大小随排开液体体积的增大而增大；

（3）第6、7列数据中h增大，但F不再改变，说明物体已完全浸没，因此可得：物体浸没在同种液体里，所受浮力的大小与浸没的深度无关；

（4）通过分析表格中的数据可知，F随h的变化趋势是，先变小再不变，因此，选项B符合题意．

（5）探究物体所受浮力大小是否与物体的形状有关，选择器材：弹簧测力计、橡皮泥、烧杯、细线和水，根据控制变量的思想，小石块因为不能保证质量（重）相等，所以不选。

实验步骤：

方法一．①用细线将橡皮泥吊在弹簧测力计上，测出橡皮泥重G；

②将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F₁；

③改变橡皮泥形状，将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F₂；

④再改变橡皮泥形状，将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F₃

结论．求出橡皮泥各次在水中所受的浮力。若各次所受浮力相等，说明浮力大小与形状无关；若各次所受浮力不等，说明浮力大小与形状有关

方法二．①用细线将橡皮泥吊在弹簧测力计上，将橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F₁；

②改变橡皮泥形状，把橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F₂；

③再改变橡皮泥形状，把橡皮泥浸没水中，记下测力计的示数F₃

⑶（答案要与实验步骤对应）

结论．比较橡皮泥各次浸没水中时测力计示数。若测力计的示数相等，说明浮力大小与形状无关；若测力计的示数不等，则说明浮力大小与形状有关

考点：探究浮力大小的实验．

点评：通过此题我们要学会熟练运用称重法的表达式求出浮力，对表格数据的分析是本题的重点，控制变量法依然是此类实验必须要用到的，此题的易错点在于分析图象时要注意：弹簧测力计的示数F随h的变化和浮力F_浮随h的变化是不同的．最后一问从较高的水平对学生的各种能力进行考查，以提高学生的综合探索创新能力．