Question

【題目】小王為了探究物體在水中不同深度所受浮力變化情況，如下圖所示，將一掛在彈簧測力計下的圓柱體金屬塊緩慢浸人水中（水足夠深），在圓柱體接觸容器底之前，分別記下圓柱體下表面所處的不同深度h和彈簧測力計相應的示數F，實驗數據如下表：

（1）分析表中實驗數據，可以得出物體重____N，第4次實驗時，物體受到的浮力______N。

（2）分析表中第1列到第5列數據，說明_____________________。

（3）分析表中第6列到第7列數據，說明______________________。

（4）下圖中能正確反映彈簧測力計示數F和圓柱體下表面到水面距離h關系的圖像是（_______）

（5）圓柱體的密度為_____kg/m3．

Answer 1

【答案】 6.75 1.5 浸入水中的體積越大，受到的浮力越大 浮力的大小與浸沒的深度無關 B 2.7×103kg/m3

【解析】（1）彈簧測力計示數為6.75N時，h=0說明在圓柱體進入水之前，此時彈簧測力計示數就是重力，故圓柱體重6.75N；物體所受的浮力由F浮 =G-F示 =6.75N-5.25N=1.5N；

（2）比較圖表1～5可知，物體排開水的體積不同，彈簧測力計的示數不同，受到的浮力不同，說明物體未浸沒時，物體浸入越深受到的浮力越大；

（3）比較圖表6～7可知，物體排開水的體積相同，彈簧測力計的示數相同，受到的浮力相同，說明物體浸沒后，物體所受的浮力與物體的深度無關；

（4）由上面的分析可知，浸沒前，物體所受浮力F浮 隨圓柱體下表面所處的深度h的增加先增大；浸沒后，物體所受浮力F浮 大小保持不變，與圓柱體下表面所處的深度h無關，故能正確反映物體所受浮力F浮 和圓柱體下表面所處的深度h關系的是圖B；

（5）第6、7次數據，測力計的拉力不變，說明此時物體已經完全浸沒，則物體完全浸沒時的浮力：F浮 =G-F=6.75N-4.25N=2.5N；由F浮 =ρ液 gV排 得，物體的體積V=V排 =F浮/ρ水g=2.5N/1.0×103kg/m3×10N/kg=2.5×10-4 m3 ；物體的質量m=G/g=6.75N/10N/kg=0.675kg；則物體的密度：ρ=m/V=0.675kg/2.5×104m3=2.7×103 kg/m3