Question

4．小明同学在“探究影响浮力大小的因素”的实验中，在弹簧测力计下悬挂一圆柱体，当圆柱体下表面与水面相平时开始缓慢下降，直到与烧杯底接触为止，溢出的水全部流入小桶中，如图甲所示．
（1）圆柱体浸没在水中后所受浮力F_浮=5N；
（2）比较b、c两图可得：浸在同一种液体中的物体受到浮力的大小跟物体排开液体的体积有关．比较c、d两图可得：当圆柱体浸没在水中继续下沉的过程中，受到的浮力不变；
（3）为了验证阿基米德原理，还需要再完成的实验步骤是测量空桶的重力、小桶和水的重力，比较对应时刻浮力与圆柱体排开水的重力的大小是否相等；
（4）完成如图甲所示的实验后，仅将水换成另一种液体重复上述实验，根据实验数据绘制出如图乙所示的弹簧测力计示数F与物体下降高度h的F-h图象，物体浸没在该种液体中受到的浮力F_浮′=4N；实验表明，浸在液体里的物体受到的浮力大小还跟液体的密度有关；由图乙还可获得的信息：圆柱体的高度为6cm（写出一条即可）

Answer 1

分析 （1）根据图a得出物体的重力大小；由图c及a根据F浮=G-F得出所受浮力的大小；
（2）比较b、c两图的不同点，得出浮力大小与物体排开液体体积的关系；
（3）根据阿基米德原理原理的内容分析；
（4）根据物体完全浸没时测力计的示数及其重力求出浮力；浸在液体里的物体受到的浮力大小还跟液体的密度有关，由图乙还求得圆柱体的高度．

解答 解：（1）由a知，G=6N；
由c知，圆柱体浸没在水中后所受浮力F_浮=G-F=6N-1N=5N；
（2）（b）、（c）两图，液体的密度相同，排开液体的体积不同，测力计的示数不同，可知浸在同一种液体中的物体受到浮力的大小跟物体浸入液体的体积（物体排开液体的体积）有关；
c、d两图，圆柱体完全浸没，下沉过程中，测力计的示数不变，即所受浮力不变；
（3）阿基米德原理的内容是：浸入液体中的物体受到的浮力等于其排开液体的重力；为了验证阿基米德原理，还需再完成的实验步骤是测量空桶的重力、小桶和水的重力，从而求出小桶中圆柱体排开水的重力；对比浮力与圆柱体排开水的重力的大小是否相等；
（4）由图乙知，物体完全浸没时测力计的示数为2N，则F_浮′=G-F′=6N-2N=4N；
由实验知，浸在液体里的物体受到的浮力大小还根据液体的密度有关；
由图乙可知，当物体浸没的深度为6cm时，弹簧测力计的示数不变，则浮力不变，由此可知，圆柱体的高度为6cm．
故答案为：（1）5；（2）物体排开液体的体积；c、d；（3）空桶的重力、小桶和水的重力；（4）4；液体的密度；圆柱体的高度为6cm．

点评 此题是探究影响浮力大小的因素实验，考查了学生分析图象和数据的能力，注意分析问题过程中控制变量法的应用，同时要熟练掌握密度公式及阿基米德原理公式，做到灵活应用．