Question

小王为了探究物体在水中不同深度所受浮力变化情况，如下图所示，将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸人水中（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

（1）分析表中实验数据，可以得出物体重

6.75

N，第4次实验时，物体受到的浮力

1.5

N．
（2）分析表中第1列到第5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）分析表中第6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）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关系的图象是

B

（5）圆柱体的密度为

2.7×10³

kg/m³．

Answer 1

分析：（1）本题利用二次称重法求浮力，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；
（2）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；
（3）物体在没有完全浸没前，深度越深弹簧测力计的拉力减小，浮力增大，当完全浸没后，深度增加，弹簧测力计的示数、浮力均不再改变；
（4）根据称重法求出物体完全浸没时受到的浮力，再根据阿基米德原理求出排开水的体积即为圆柱体的体积，再根据密度公式和重力公式求出圆柱体的密度．

解答：解：
（1）第1次实验圆柱体没有浸入水中（h=0）可知它的重力为G=6.75N，
利用二次称重法可得：在第4次实验中F_浮=G-F=6.75N-5.25N=1.5N；
（2）分析表中第1列到第5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；
（3）分析表中第6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，
故可得出结论：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）通过分析数据可知，当深度h增大时，弹簧测力计的示数先减小，后不变，浮力是先变大，后不变，因此B符合题意的要求；
（5）圆柱体完全浸没时受到的浮力F_浮′=G-F′=6.75N-4.25N=2.5N，
根据阿基米德原理可得：
圆柱体的体积V=V_排=

F浮′

ρ水g

，
圆柱体的密度：
ρ=

m

V

=

G

Vg

=

G

F浮′ ρ水g ×g

=

G

F′浮

×ρ_水=

6.75N

2.5N

×1×10³kg/m³=2.7×10³kg/m³．
故答案为：
（1）6.75N；1.5N；
（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；
（5）2.7×10³．

点评：本题考查了探究物体在水中不同深度所受浮力变化情况的实验，涉及到了阿基米德原理、密度公式、重力公式和称重法求浮力等，关键是知道物体完全浸没时排开水的体积和物体本身的体积相等．