Question

【题目】老李利用如图的器材进行“探究浮力的大小跟物体浸入液体的深度是否有关？”的实验．

老李用弹簧测力计测出物块重__________N（如图所示），并把它慢慢放入水中．根据测力计的实验数据，他绘制了弹簧测力计对物块的拉力和物块所受浮力随浸入水深度变化的图像（如图所示）．小钰分析图像可知：图像______（选填：“a”或“b”）是描述物块所受浮力随浸入水中深度的变化图像．

（1）根据如图的图像信息，请写出：

①如图测力计示数是________（选填：“F1”、“F2”和“F3”）的大小；

②F1、F2和F3这三个力大小之间的等式关系式是：_________________________．

（2）水的密度用ρ水表示，利用所测物理量的符号，得到实心物块密度的表达式为：ρ物=__________．

（3）根据图像分析，本次实验的结论是：_______________________________________．

Answer 1

【答案】 2 b F1 F1=F2+F3 物体浸没前，物体浸入液体的深度越深，物体所受浮力越大；物体浸没后，物体所受浮力大小与物体浸入液体的深度无关

【解析】由图13可知，弹簧测力计的分度值为0.5N，所以物体的重力为G=2N。

图14中，图象b表示的是随物体浸入液体深度的增大，物体受到的浮力开始越来越大，当物体浸没在水中后，浮力保持不变。图象a表示的是随物体浸入液体深度的增大，物体受到的拉力开始越来越小，最后保持不变。所以描述浮力与深度关系的是b。

根据题目图象信息可知：

①在图14中，图象a表示的是随物体浸入液体深度的增大，物体受到的拉力越来越小，在没有浸入水中时，弹簧测力计的示数即为图中F1的大小。

②图象a中的F3表示物体全部浸没后弹簧测力计的拉力。图象b中的F2表示物体全部浸没后，物体所受的浮力；又知道物体全部浸没后受到三个力的作用，向下的重力和向上的浮力、拉力，此时物体处于静止状态，受的是平衡力，即重力等于浮力与拉力之和，所以F1=F2+F3

物体的质量

当物体完全浸没时，受到的浮力

因为 ，所以物体的体积

物体的密度

（4）根据图象可知，物块在完全浸没前，物块排开水的体积随浸入水深度的增大而增大，根据公式F浮=ρ水gV排可知浮力逐渐变大；物块在完全浸没后，物块排开水的体积不再改变，物体所受浮力大小与物体浸入液体的深度无关。