Question

一课外小组的同学通过实验操究浸没在液体中的物体受到的浮力大小跟浸没在液面下的深度是否有关．如图所示，他们将一高6cm的金属圆柱体挂在弹簧测力计下端，缓慢浸入水中（水足够多），在圆柱体接触容器底之前，记下圆柱体下表面所处深度和弹簧测力计相应的拉力，如下表：

序号	1	2	3	4	5	6	7
深度	0	2	4	6	8	10	12
拉力	8.1	7.1	6.1	5.1	5.1	5.1	5.1

（1）根据实验序号4、5、6、7的数据可以说明浸没在水中的物体受到的浮力大小跟物体浸没在水面下的深度

 

（选填“有关”或“无关”）．
（2）根据以上数据还可求得这个金属圆柱体的密度是

 

Kg/m³．

Answer 1

分析：（1）由实验序号4、5、6、7的数据可以看出圆柱体浸入水中的深度增加，弹簧测力计对圆柱体的拉力不变，说明浸没在水中的物体受力到的浮力大小跟物体浸没在水面下的深度无关．
（2）由第4次实验数据求出圆柱体完全浸没时的浮力F_浮=G-F_拉力，再利用公式F_浮=ρ_水gV_排求出V_排，即物体的体积，再利用公式m=

G

g

求出重力，则可利用公式ρ=

m

V

求出圆柱体的密度．

解答：解：由实验序号4、5、6、7的数据可以说明浸没在水中的物体受到的浮力大小跟物体浸没在水面下的深度无关．
（2）由实验序号1中数据知物体重力G=8.1N，
∴物体质量m=

G

g

=

8.1N

10N/kg

=0.81kg，
由实验序号4中数据知物体完全浸没时弹簧测力计对圆柱体的拉力F_拉力=5.1N，
则圆柱体完全浸没时受到的浮力F_浮=G-F_拉力=8.1N-5.1N=3N，
根据阿基米德原理F_浮=ρ_水gV_排得：V_排=

F浮

ρ水g

=

3N

1.0×103kg/m3×10N/kg

=3×10^-4m³，
又∵V_物=V_排=3×10^-4m³，
∴物体质量密度为ρ=

m

V物

=

0.81kg

3×10-4m3

=2.7×10³kg/m³．
故答案为：无关；2.7×10³．

点评：本题考查了阿基米德原理、重力公式的应用等，解题的关键是从表中获得圆柱体的重力和浮力数据，难点是物体体积的解法．