Question

15．如图甲，底面积为80cm²的圆筒形容器内装有适量的水，放在水平桌面上； 底面积为60cm²、高为12cm的实心圆柱形物体A用细线拴好并悬挂在弹簧测力计下．小王要探究圆柱形物体A逐渐浸人圆筒形容器内的水中时（水没有溢出容器），弹簧测力计的示数F与圆柱形物体A下表面离水面的距离h的关系．（使用刻度尺测量h，不计细线重）小王从圆柱形物体A接触水面至接触容器底之前，分别记下多组F、h，并将测量的结果填写在实验表格中，依据实验表中数据，在图乙中的方格纸中画出了F与h关系的图象．
（1）由图象乙可知，物体A的重力为9N．
（2）观察图象乙，可以得出结论：在物体A没有浸没之前，当h增大时，弹簧测力计的示数F减小（选填“增大”、“减小”或“不变”）；在物体A浸没后，当增大h时，弹簧测力计的示数F不变（选填“增大”、“减小”或“不变”），由此可知浸没在液体中的物体所受浮力与浸入深度无关（选填“有关”或“无关”）．
（3）由图象乙可知：当h等于10cm时，物体A受到的浮力为6N．

Answer 1

分析 （1）根据图象知道在未浸没之前，弹簧测力计的示数为物体重力；
（2）物体浸入水中到完全浸没；物体完全浸没在水中．弹簧测力计的示数变化可以从数据中得出；
（3）当h等于10cm时弹簧测力计的拉力，两者之差就是受到的浮力．

解答 解：（1）当h为0时，也就是物体没有放入水中时，弹簧测力计的示数力等于重力，根据图象
G=F₀=9N
（2）由图乙可知，当h增大时，弹簧测力计的示数F减小；在物体A浸没后，当增大h时，弹簧测力计的示数F不变，由此可得浸没在液体中的物体受到的浮力与所处的深度无关；
（3）从图象乙中找到10cm对应的弹簧拉力，F₁₀=3N，
对物体进行受力分析，物体受到重力、浮力、弹力静止，合力为零，G=F₁₀+F_浮
F_浮=G-F₁₀=9N-3N=6N．
故答案为：（1）9；（2）减小、不变、无关；（3）6．

点评 探究F与h的关系时，在未浸没之前，弹簧测力计的示数为物体重力，没完全浸没时浮力与深度有关，浸没后无关，注意深度变化引起排开液体体积的变化是解题的关键．