Question

14．某物理课外实验小组，为了探究圆柱物体浸在水中不同深度所受浮力的变化情况，进行了如下的实验，如图所示：

（1）用手拉弹簧测力计如图甲所示，该弹簧测力计的分度值是0.1N，此时弹簧测力计的读数为4.00N．
（2）弹簧测力计通过细线吊住圆柱型金属体（图乙），将挂在弹簧测力计下的圆柱型金属体（高度为10cm）缓慢浸入水中（水足够深），如图丙所示．从圆柱体接触水面至触底之前，分别记下圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计的示数F，如表：

实验次序	1	2	3	4	5	6	7
圆柱体浸入水的深度h/cm	0	2	4	6	8	10	12
弹簧测力计读数F/N	4.75	4.25	3.75	3.25	2.75	2.25	2.25
圆柱体受到的浮力F浮/N	0	0.5	1.0	1.5	2.0

通过计算，前5次圆柱体受到的浮力已填入表格内，请算出第6、7两次实验中圆柱体受到的浮力：F${\;}_{{浮}_{6}}$=2.5N，F${\;}_{{浮}_{7}}$=2.5N；
（3）依据实验数据，请在以深度h为横坐标、F_浮为纵坐标的方格纸（图丁）上描点，再把这些点连起来；
（4）通过对图象的分析，其条件和结论是在圆柱体没有完全浸没水中之前，圆柱体受到的浮力大小与浸入深度成正比，完全浸没后，圆柱体受到的浮力与浸入深度无关．

Answer 1

分析 （1）由图甲可知弹簧测力计的分度值，并读数；
（2）根据F_浮=G-F计算第6、7次实验圆柱体受到的浮力；
（3）用描点法作图，先根据实验数据描点，然后作图
（4）由图象分析各物理量间的关系F_浮与h成正比，然后得出结论．

解答 解：
（1）由图甲可知，弹簧测力计的分度值为0.1N，此时弹簧测力计的读数为4.00N；
（2）根据F_浮=G-F，
第6次实验圆柱体受到的浮力：F_浮6=G-F₆=4.75N-2.25N=2.5N；
第7次实验圆柱体受到的浮力：F_浮7=G-F₇=4.75N-2.25N=2.5N；
（3）根据表格中数据描点，并用平滑的曲线连接起来，如图所示：
；
（3）由图象知，在圆柱体未浸没入水中之前，图象是一条过原点的直线，可知所受的浮力与浸入深度成正比；
在圆柱体浸没入水中之后，浮力大小不变，可知所受的浮力与深度无关．
故答案为：（1）0.1；4.00；
（2）2.5；2.5；
（3）见上图；
（4）在圆柱体没有完全浸没水中之前，圆柱体受到的浮力大小与浸入深度成正比，完全浸没后，圆柱体受到的浮力与浸入深度无关．

点评 这是一道实验探究题，要求学生有较强的实验数据处理能力，在学习过程中要多分析多总结实验数据处理方法．