Question

1．李晶同学进行了如图所示的实验，他先测量出容器中水深为20厘米，然后将一挂在弹簧测力计下的长方体物块，缓慢地浸入水中（完全浸没时水不会溢出）．实验过程中，他记下弹簧测力计的示数F．并测量出对应的情况下容器中水的深度h，实验数据如表．（g=10N/kg，ρ_水=10³kg/m³）

实验次数	1	2	3	4	5	6	7	8
F/N	1.5	1.4	1.3	1.2	1.1	1	1	1
h/cm	20	20.5	21	21.5	23	22.5	22.5	22.5

（1）在物块完全进入水中时，其受到的浮力为多大？
（2）分析表格中数据变化规律，你能得出什么结论？

Answer 1

分析 （1）根据题意，要算物块完全浸入水中时受到的浮力，我们需要采用称量法，即F_浮=G-F_示．物块的重力等于物块未浸入水中时弹簧测力计的示数；物块完全浸入水中时（V_排一定，所以容器中水的深度不变），受到的浮力最大，此时弹簧测力计的示数最小；
（2）由阿基米德原理F_浮=ρ_液gV_排可知，物体所受浮力大小与物体排开液体的体积成正比；当物体完全浸入液体中时，所受浮力大小与浸入的深度无关．

解答 解：
（1）由表格中数据可知，第一次实验时，容器中水的深度为20cm，说明此时物块还没有浸入水中，则此时弹簧测力计的示数就是物块的重力，即G=1.5N；
由表格中数据可知，第6～8次实验中，容器中水的深度保持不变且此时弹簧测力计的示数最小并保持不变，所以可知此时物块已经完全浸入水中；
则物块完全浸入水中时，其受到的浮力为：F_浮=G-F_示=1.5N-1.0N=0.5N；
（2）由表格中数据可知，第2～6次实验中，容器中水的深度增加，表明物块排开水的体积在增大，随着物块排水体积的增大，弹簧测力计的示数在减小，这说明随着物块排水体积的增大，物块所受的浮力在增大；
由表格中数据可知，第6～8次实验中，容器中水的深度保持不变且弹簧测力计的示数保持不变，说明当物块完全浸入水中时，物块所受浮力大小与浸入的深度无关．
答：
（1）物块完全浸入水中时，其受到的浮力为0.5N．
（2）物块所受浮力大小随排开液体体积的增大而增大；当物块完全浸入水中时，物块所受浮力大小与浸入的深度无关．

点评 本题考查了学生根据表格中的数据进行分析归纳的能力，同时也考查了学生对阿基米德原理、浮力大小计算的掌握和理解，是一道好题．