Question

12．小明帮爷爷浇菜园．他从井中提水时发现盛满水的桶露出水面越多，提桶的力就越大．由此他猜想：浮力大小可能与物体排开液体的体积有关．于是他找来一个金属圆柱体、弹簧测力计和烧杯等器材进行了如图所示的探究．

（1）分析图中弹簧测力计示数的变化可知，物体排开液体的体积越大，所受的浮力越大．
（2）实验结束后，小明绘制了弹簧测力计对金属圆柱体的拉力和金属圆柱体所受浮力随浸入液体深度变化的曲线，如图戊所示．（ρ_水=1.0×10³kg/m³，取g=10N/kg）
分析图象可知：
①曲线a（选填“a”或“b”）描述的是金属圆柱体所受浮力的变化情况．
②该金属圆柱体所受的重力为2.7N．

Answer 1

分析 （1）浸在液体中的物体受到液体的浮力，浮力大小等于重力与弹簧测力计的拉力之差，重力不变，浮力是否变化通过拉力是否变化得出；
（2）①读懂图象中物体受到的拉力（浮力）与所在水的深度的关系，就能做出正确的选择；
②由图象可知，当物体所在水的深度为h=0，也就是没有与水接触时，弹簧测力计的示数等于物体的重力．

解答 解：
（1）由图乙、丙、丁可知，随着物体浸入水中体积的增大（排开液体的体积增大），弹簧测力计的示数逐渐减小，由F_浮=G-F_示可知，物体受到的浮力不断增大；
（2）①曲线a表示的是随物体浸入液体深度的增大，物体受到的浮力开始越来越大，最后保持不变；曲线b表示的是随物体浸入液体深度的增大，物体受到的拉力开始越来越小，最后保持不变．所以描述浮力与深度变化关系的是a；
②由曲线b知，在空气中（h=0），弹簧测力计对金属圆柱体的拉力就等于物体的重力为G=2.7N，
故答案为：（1）越大；（2）①a；②2.7．

点评 物体受到的浮力与排开液体的体积大小有关，与所处的深度无关．当物体接触液面不断向下过程中，深度的增大同时，排开液体的体积也是增大的，这才是浮力增大的根本原因．