Question

11．实验前，小科和小思对物体浸没前受到的浮力大小与浸入水中的深度是否有关，有不同的猜想，于是用相同的长方体重物，分别以甲图和乙图的方式进行实验，并获得如下数据：

实验者	实验序号	物体重G（N）	浸入水中深度 h（cm）	弹簧秤读数  F/（N）	浮力大小 F浮/（N）
小科	1	4.8	2.0	4.2
	2		4.0	3.6
	3		6.0	3.0
小思	4	4.8	3.0	3.0
	5		4.0	2.4
	6		5.0	1.8

（1）分析小科测得的数据可以得出：浸没前，物体受到的浮力大小随浸入水中的深度增大而增大，小思的数据也说明了这一点．
（2）在实验中读测力计示数时应注意的事项：使用弹簧测力计前调零（写出一条即可）．
（3）求出每次浮力，综合分析两个人的数据却发现，第（1）小题的结论是不正确的，其中3和4或2和5或3和6两次实验数据可以证明这一点．（填实验序号）
（4）设甲、乙浸在水中物体的底面积关系为S_甲=$\frac{1}{2}$S_乙，请你处理相关的数据（至少3次），写出过程并得出与浮力大小的有关因素．

Answer 1

分析 （1）影响浮力大小的因素--排开液体体积与深度关系的分析．当物体浸没前，深度增大的同时，排开液体的体积也是增大的；当浸没后，排开液体体积不再变化，所以浮力与深度无关；
（2）弹簧测力计的使用问题，牢记使用前选择量程合适的测力计并调零，读数时注意分度值；
（3）物体受到的浮力与所在的深度没有关系，而与排开液体的体积大小有关；
（4）浸在液体中的物体，受到液体的浮力，浮力的大小决定于液体的密度和排开液体的体积．

解答 解：（1）单独比较1、2、3或4、5、6的实验过程，物体在水中的深度逐渐增大，弹簧测力计的示数逐渐减小，而物重一定，说明浮力是增大的，所以初步得到的结论是：物体在液体中浸没前，受到的浮力大小随浸入水中的深度增大而增大；
（2）使用弹簧测力计前选择合适的量程并调零，读数时注意分度值；
（3）将3和4比较，可以发现，同一个物体受到的拉力相同，即浮力相同时，浸在水中的深度是不相同的；
将2和5比较，可以发现：同一个物体，浸在水中的深度相同时，受到的拉力不同，也就是浮力不同；
另外将3和6比较，可以发现，同一个物体浸入水中的深度较大的受到的浮力反而较小．综合这些可以看出，物体受到的浮力与所在的深度没有关系，而与排开液体的体积大小有关：在液体密度一定时，物体受到的浮力与排开液体的体积成正比；
（4）F_浮1=G-F₁=4.8N-4.2N=0.6N；F_浮2=G-F₂=4.8N-3.6N=1.2N；F_浮3=G-F₃=4.8N-3.0N=1.8N；
F_浮4=G-F₄=4.8N-3.0N=1.8N；F_浮5=G-F₅=4.8N-2.4N=2.4N；F_浮6=G-F₆=4.8N-1.8N=3.0N；
排开液体体积：V_排1=2S_甲；V_排2=4S_甲；V_排3=6S_甲；V_排4=6S_甲；V_排5=8S_甲；
V_排6=10S_甲因为10S_甲＞8S_甲＞6S_甲＞4S_甲＞2S_甲；所以FF_浮5＞F_浮4＞F_浮3＞F_浮2＞F_浮1，故物体受到的浮力与排开液体的体积有关，排开液体体积越大，浮力越大．
故答案为：（1）增大；（2）使用弹簧测力计前调零；（3）3和4（或2和5、3和6）
（4）F_浮1=G-F₁=4.8N-4.2N=0.6N；F_浮2=G-F₂=4.8N-3.6N=1.2N；F_浮3=G-F₃=4.8N-3.0N=1.8N；
F_浮4=G-F₄=4.8N-3.0N=1.8N；F_浮5=G-F₅=4.8N-2.4N=2.4N；F_浮6=G-F₆=4.8N-1.8N=3.0N；
排开液体体积：V_排1=2S_甲；V_排2=4S_甲；V_排3=6S_甲；V_排4=6S_甲；V_排5=8S_甲；
V_排6=10S_甲因为10S_甲＞8S_甲＞6S_甲＞4S_甲＞2S_甲；所以FF_浮5＞F_浮4＞F_浮3＞F_浮2＞F_浮1，故物体受到的浮力与排开液体的体积有关，排开液体体积越大，浮力越大．

点评 此题考查的是我们对影响浮力大小的因素--排开液体体积与深度关系的分析．当物体浸没前，深度增大的同时，排开液体的体积也是增大的；当浸没后，排开液体体积不再变化，所以浮力与深度无关