Question

【題目】老李利用如圖的器材進(jìn)行“探究浮力的大小跟物體浸入液體的深度是否有關(guān)？”的實(shí)驗(yàn)．

老李用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)出物塊重__________N（如圖所示），并把它慢慢放入水中．根據(jù)測(cè)力計(jì)的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，他繪制了彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)物塊的拉力和物塊所受浮力隨浸入水深度變化的圖像（如圖所示）．小鈺分析圖像可知：圖像______（選填：“a”或“b”）是描述物塊所受浮力隨浸入水中深度的變化圖像．

（1）根據(jù)如圖的圖像信息，請(qǐng)寫出：

①如圖測(cè)力計(jì)示數(shù)是________（選填：“F1”、“F2”和“F3”）的大小；

②F1、F2和F3這三個(gè)力大小之間的等式關(guān)系式是：_________________________．

（2）水的密度用ρ水表示，利用所測(cè)物理量的符號(hào)，得到實(shí)心物塊密度的表達(dá)式為：ρ物=__________．

（3）根據(jù)圖像分析，本次實(shí)驗(yàn)的結(jié)論是：_______________________________________．

Answer 1

【答案】 2 b F1 F1=F2+F3 物體浸沒(méi)前，物體浸入液體的深度越深，物體所受浮力越大；物體浸沒(méi)后，物體所受浮力大小與物體浸入液體的深度無(wú)關(guān)

【解析】由圖13可知，彈簧測(cè)力計(jì)的分度值為0.5N，所以物體的重力為G=2N。

圖14中，圖象b表示的是隨物體浸入液體深度的增大，物體受到的浮力開始越來(lái)越大，當(dāng)物體浸沒(méi)在水中后，浮力保持不變。圖象a表示的是隨物體浸入液體深度的增大，物體受到的拉力開始越來(lái)越小，最后保持不變。所以描述浮力與深度關(guān)系的是b。

根據(jù)題目圖象信息可知：

①在圖14中，圖象a表示的是隨物體浸入液體深度的增大，物體受到的拉力越來(lái)越小，在沒(méi)有浸入水中時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)即為圖中F1的大小。

②圖象a中的F3表示物體全部浸沒(méi)后彈簧測(cè)力計(jì)的拉力。圖象b中的F2表示物體全部浸沒(méi)后，物體所受的浮力；又知道物體全部浸沒(méi)后受到三個(gè)力的作用，向下的重力和向上的浮力、拉力，此時(shí)物體處于靜止?fàn)顟B(tài)，受的是平衡力，即重力等于浮力與拉力之和，所以F1=F2+F3

物體的質(zhì)量

當(dāng)物體完全浸沒(méi)時(shí)，受到的浮力

因?yàn)?/span> ，所以物體的體積

物體的密度

（4）根據(jù)圖象可知，物塊在完全浸沒(méi)前，物塊排開水的體積隨浸入水深度的增大而增大，根據(jù)公式F浮=ρ水gV排可知浮力逐漸變大；物塊在完全浸沒(méi)后，物塊排開水的體積不再改變，物體所受浮力大小與物體浸入液體的深度無(wú)關(guān)。