Question

23、实验中学物理课外实验小组，为了探究物体浸在水中不同深度所受浮力的变化情况，进行了如下的实验：将一挂在弹簧测力计下的圆柱型金属体（高度为10cm）缓慢浸入水中（水足够深），从圆柱体接触水面至接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计的示数F．实验数据如下表：

实验次序	1	2	3	4	5	6	7	8
h/cm	0	2	4	6	8	10	12	14
F/N	4.75	4.25	3.75	3.25	2.75	2.25	2.25	2.25
F浮/N	0	0.50	1.00	1.50			2.50	2.50

（1）请将空格处两次实验计算出的浮力填入表格；
（2）依据表中数据，在右边的坐标系中画出浮力F_浮与深度h关系的图象；
（3）通过对图象的分析，你得到的结论是：

①浮力的大小与物体排开液体的体积有关．
②在同种液体中，物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积成正比．
③浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关．（符合规律的结论均可）

．

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）利用描点作图法根据数据表中的数据在所给坐标中逐一描点，然后连接成线．注意纵坐标和横坐标分别代表的物理量．
（3）根据浮力F_浮与深度h关系图象的性质和特点，逐段分析其中的规律，找到浮力F_浮与深度h的关系，得出合理的结论．

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=4.75N．利用二次称重法：
在第5次实验中F_浮=G-F=4.75N-2.75N=2.00N，
在第6次实验中F'_浮=G-F'=4.75N-2.25N=2.50N．
故答案为：2.00，2.50．
（2）利用描点作图法根据数据表中的数据在所给坐标中逐一描点，然后连接成线．见下图：
   
（3）分析上图不难发现：
①在前六次实验中随着物体浸入水中的深度不断增加，它排开的液体的体积不断增加，浮力的大小也不断增加，并且呈正比例函数图象．所以，物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积有关并且在同种液体中，浮力的大小与物体排开液体的体积成正比．
②在最后三次实验中，物体已全部浸没水中，物体浸没在水中的深度不断增加，物体受到的浮力大小却不改变，所以物体所受浮力的大小与物体浸没在水中的深度无关．
故答案为：①浮力的大小与物体排开液体的体积有关．
②在同种液体中，物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积成正比．
③浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关．（符合规律的结论均可）

点评：此题考查到了求浮力的方法．在求浮力时，如果题目中给出了弹簧测力计的示数或者拉力的大小一般是用二次称重法：F_浮=G-F；如果给出了物体的体积，一般要用阿基米德原理：F_浮=G_排=ρ_液V_排g；如果物体处于漂浮或悬浮状态一般用等重法：F_浮=G．