Question

8．小黄探究圆柱体金属块竖直放入水中受到浮力F_浮与其底面浸在水中深度h的关系，实验装置如图1所示，将金属块缓慢浸入水中，金属块不接触容器底，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拉力示数F，实验数据记录表：

次数	1	2	3	4	5	6	7	8	9
h/cm	0	2	4	6	8	10	12	14	16
F/N	10.0	9.5	9.0	8.5	8.0	7.5	7.5	7.5	7.5
F浮/N	0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	2.5	2.5	2.5

（1）该金属块的重力是10.0N．
（2）在图2坐标纸中画出金属块的浮力F_浮与深度h的关系图象．
（3）根据图象，可得出结论：
①该金属块浸没前，浮力与物体浸入液体中的深度成正比；
②该金属块浸没后，浮力不随浸入深度增大而变化．
（4）实验前，圆柱形容器中装入水的高度D（填写序号）．
A．必须超过16cm             B．必须超过12cm
C．不能低于10cm             D．可能是8cm

Answer 1

分析 （1）由表格第1次实验数据可得金属块的重力；
（2）根据表格数据描点连线，画出金属块的浮力F_浮与深度h的关系图象；
（3）由图象可直接得出结论；
（4）由表格数据可知金属块高度．金属块放入水中要能浸没，由表格数据最大浸入深度最大为16cm，根据体积关系分析判断即可．

解答 解：
（1）由表格第1次实验数据可知，金属块浸入水中深度为0，所以F=G=10.0N；
（2）根据表格数据描点连线，画出金属块的浮力F_浮与深度h的关系图象，如图所示；

（3）由图象可得：①该金属块浸没前，浮力与浸入深度成正比；
②该金属块浸没后，浮力不随浸入深度增大而变化；
（4）由实验可知，金属块放入水中要能浸没，由表格数据最大浸入深度最大为16cm，当金属块滑入水中深度为10cm时其恰好浸没．
若金属块恰好浸没在水中16cm时，则有：V_总=S_容×16cm=S_容×h_水+S_金×10cm，
且S_容＞S_金，
由此可得：$\frac{{S}_{金}}{{S}_{容}}$=$\frac{16cm-{h}_{水}}{10cm}$＜1，
解得：h_水＞6cm，故选D．
故答案为：（1）10.0；（2）见上图；（3）①与物体浸入液体中的深度成正比；②不随浸入深度增大而变化；（4）D．

点评 本题是探究浮力F_浮与其底面浸在水中深度h关系的实验，考查了数据分析、作图象，第4问的关键是知道物体浸没后总体积等于水和物体体积之和．