题目内容

15.如图1,超凡同学为了探究物体在水中不同深度所受浮力的变化情况,将一长方体挂在弹簧测力计下,在长方体接触容器底之前,分别记下长方体下表面到水面距离h和弹簧测力计相应的示数F,实验数据如下表
1234567
h/cm024681012
F/N6.56.05.55.04.54.54.5
(1)分析第1次到第5次实验数据,说明物体浸没于液体之前所受浮力随水深度的增加面增大.
(2)分析第5次到第7次实验数据,说明物体浸没在水中后,所受浮力与深度无关.
(3)图2中能正确反映浮力F浮和物体下表面到水面距离h关系的图象为D.

分析 (1)研究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系,分两种情况,一种是部分浸入;另一种完全浸没,应控制物体排开液体的密度不变,改变物体在液体中的深度;
(2)根据称重法求浮力的大小结合数学知识判断图象.

解答 解:(1)由表格1~5分析可知,物体排开液体的密度不变,排开液体的体积不同,物体浸入越深,弹簧测力计示数越小,所以,物体受到的浮力随水的深度的增加而增大;
(2)研究浮力的大小与物体浸没在液体中的深度的关系,应控制物体排开液体的密度和体积不变,只改变深度的大小,所以,比较表格5~7的数据可知,浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关;
(3)由表格可知:长方体底面在液体中的深度h=0时,测力计示数为重力的大小,所以物体重力G=6.5N,浮力为0;
当长方体底面在液体中的深度大于5cm,测力计示数不变为4.5N,即物体已经浸没在液体中,所以,F应是随着h的增大,先减小,后不变,由F浮=G-F可知浮力应是先增大后不变,F浮~h图象,故选D.
故答案为:(1)所受浮力随水深度的增加面增大;(2)物体浸没在水中后,所受浮力与深度无关;(3)D.

点评 此题是探究物体在水中不同深度所受浮力的变化情况实验,考查了影响浮力的因素及称重法、控制变量法的应用,同时考查了有关图象的分析应用,是一道常见题型.

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