Question

在探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验中，小芳的实验小组准备探究“浮力大小是否与物体浸入液体的深度有关”，她们按如图1所示的方法，将一挂在弹簧测力计下的圆柱体铁块缓缓浸入水中，从铁块接触水面到接触容器底部之前，分别记下铁块下表面所处的深度h和弹簧测力计的示数F，实验记录的数据如下表：

实验次序	1	2	3	4	5	6	7	8
h/cm	0	1	2	3	4	5	6	7
F/N	3.50	3.20	2.90	2.60	2.30	2.00	2.00	2.00
F浮/N	0	0.30	0.60			1.50	1.50	1.50

观察上述表格中的数据，回答下述问题：

（1）铁块的质量为______kg（g取10N/kg）．
（2）表格中第4、第5次实验中计算出的浮力分别是______N和______N．
（3）依据表中的数据，请你在图2的坐标系中画出浮力F_浮与深度h的关系图象
（4）通过对图象的分析，你得到的实验结论是______．

Answer 1

解：（1）由表格中数据知，当h=0时，F_浮=0，此时G=F=3.5N；
则m===0.35kg；
（2）由表格中数据知，第4次受到的浮力为F_浮4=G-F₄=3.50N-2.60N=0.90N；
第3次受到的浮力为F_浮3=G-F₃=3.50N-2.30N=1.20N；
（3）根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来，如图所示：

（4）由图知，在圆柱体铁块未完全浸没前，是一条过原点的直线，可得在圆柱体铁块未浸没入水中之前，所受的浮力与深度成正比；
在圆柱体完全浸没后，随着深度的增加，浮力不变，可知在圆柱体浸没入水中之后，所受的浮力与深度无关．
故答案为：（1）0.350或0.35；
（2）0.90；1.20；
（3）见上图；
（4）在圆柱体铁块未浸没入水中之前，所受的浮力与深度成正比；在圆柱体浸没入水中之后，所受的浮力与深度无关．
分析：（1）当物体不受浮力时，其F=G，根据m=便可求出物体的质量；
（2）根据F_浮=G-F计算出物体所受的浮力大小；
（3）根据表格中数据，将F_浮和h的对应值在坐标轴系上描点，并用平滑的曲线连接起来；
（4）根据图象分析得出浮力与深度的关系：在圆柱体铁块未浸没入水中之前，所受的浮力与深度成正比；在圆柱体浸没入水中之后，所受的浮力与深度无关．
点评：此题是探究“浮力的大小与哪些因素有关”实验，通过实验得出了浮力大小与物体在液体中的深度的关系，其实其变化最终是由物体浸入液体中的体积决定的，实验中还考查了描点法图象的画法及分析，根据h=0时得出物体的重力也是解决此题的关键．