Question

14．为了探究物体在水中所受浮力跟深度的变化关系，将一圆柱体在弹簧测力计下缓慢浸入水中（水足够深），在圆柱体接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的示数F，实验数据如下表：

次数	1	2	3	4	5	6	7
h（cm）	0	2	4	6	8	10	12
F（N）	6.75	6.25	5.75	5.25	4.75	4.25	4.25

（1）能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面所处的不同深度h关系的图象是：B．
  
（2）分析表中数据，在第7此实验时：
①求物体所受浮力；
②物体的体积；
③物体的密度；
④如果将圆柱体从弹簧测力计取下，让其沉入容器底部，则静止时，求圆柱体对容器底的压力．[g=10N/kg]．

Answer 1

分析 （1）根据弹簧测力计的示数变化即可判断图象．
（2）①根据F_示=G-F_浮可求物体所受浮力；
②根据阿基米德原理F_浮=G_排=ρ_液gV_排变形后可求物体体积；
③利用G=mg=ρgV即可求出物体的密度；
④物体沉入容器底部静止时，根据物体的受力平衡合力为零，则重力与浮力之差是容器对物体的支持力，然后求出圆柱体对容器底的压力．

解答 解：（1）由表格1到6的弹簧测力计的示数可知，弹簧测力计的示数变小；由6到7的弹簧测力计的示数可知，弹簧测力计的示数不变．
所以弹簧测力计的示数F随深度h的变化是：先变小，后不变．
故选B；
（2）①由第1次实验可知，物块重力G=6.75N，
在第7次实验时，物块受到的浮力F_浮=G-F=6.75N-4.25N=2.5N；
②由于物体浸没，根据F_浮=G_排=ρ_液gV_排可得物体体积：
V=V_排水=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2.5N}{1.0×1{0}^{3}{kg/m}^{3}×10N/kg}$=2.5×10^-4m³；
③由G=mg=ρgV得物体的密度：ρ_物=$\frac{G}{gV}$=$\frac{6.75N}{10N/kg×2.5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.7×10³kg/m³；
④物体静止在底部时，受重力、浮力、支持力作用，由于受力平衡，则合力为零；
所以支持力：F_支=G-F_浮=6.75N-2.5N=4.25N；
由于压力与支持力是一对相互作用力，则F_压=F_支=4.25N．
答：（1）B；
（2）①物体所受浮力为2.5N；
②物体的体积为2.5×10^-4m³；
③物体的密度为2.7×10³kg/m³；
④圆柱体对容器底的压力为4.25N．

点评 此题是浮力和深度关系的探究实验，主要是考查对实验数据的分析能力，这也是课标上的一个明确要求，需要掌握．