Question

1．小明为了探究物体在水不同深度所受浮力的变化情况，将一挂在弹簧测力计下的金属圆柱体缓慢浸入水中（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深度h和弹簧测力计相应的示数F，实验数据如表（g=10N/kg）

次数	1	2	3	4	5	6（刚好浸没）	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）分析表中第6列到第7列数据，说明完全浸没的金属圆柱体受到的浮力与它所处的深度无关；（选填“有”或“无”）
（2）如图中能正确反映弹簧测力计示数F和圆柱体下表面所处的深度h关系的图象是B

（3）分析表中实验数据，可以得出圆柱体的横截面积是25cm²．

Answer 1

分析 （1）第6列到第7列数据中h还在增大，但F不再改变，说明浮力不再与h有关，找出原因就可得到结论；
（2）明确横纵轴表示的内容，再分析F随h的变化趋势，与表格中的实验结果相对照；
（3）浸没深度为0时，弹簧测力计的示数就是物体的重力，物体受到的浮力可用称重法的表达式F_浮=G-F_拉求出；
从而可求出物体的体积，由数据确定其高度，得出横截面积的大小．

解答 解：（1）第6列到第9列数据中h增大，但F不再改变，说明物体已完全浸没，因此可得：物体浸没在同种液体里，所受浮力的大小与浸没的深度无关；
（2）通过分析表格中的数据可知，F随h的变化趋势是，先变小再不变，因此，只有选项B符合题意．
（3）读表格可知，h为0时，物体的重力G=6.75N，第6次实验时，物体所受浮力F_浮=G-F_拉=6.75N-4.25N=2.5N；
由F_浮=ρ_液gV排得，V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2.5N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2.5×10^-4m³=250cm³；
由表格中数据知，当h=10cm时，刚好完全浸没，所以圆柱体的高度为10cm，则其横截面积为：S=$\frac{250c{m}^{3}}{10cm}$=25cm²．
故答案为：（1）无；（2）B；（3）25．

点评 通过此题我们要学会熟练运用称重法的表达式求出浮力，对表格数据的分析是本题的重点，控制变量法依然是此类实验必须要用到的，此题的易错点在于分析图象时要注意：弹簧测力计的示数F随h的变化和浮力F_浮随h的变化是不同的．