Question

20．如图甲，小凡同学为了探究物体在水中所受浮力与深度的关系，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：

	1	2	3	4	5	6	7
h/m	0	2	4	6	8	10	12
F/N	6.5	6.0	5.5	5.0	4.5	4.5	4.5

（1）分析表中数据，第4次实验时，物体受到的浮力为1.5N；
（2）分析第1次到第5次实验数据，说明物体浸没之前，受到的浮力随深度的增大而增加；
（3）分析第5次到第7次实验数据，说明物体浸没之后，受到的浮力与深度无关；
（4）图乙中能正确反映浮力F_浮和物体下表面到水面距离h关系的图象为D．

Answer 1

分析 （1）确定物体的重力及第四次的拉力，根据F_浮=G-F计算出浮力的大小；
（2）分析第1次到第5次实验数据，根据拉力的变化得出浮力的大小变化，从而可得浸没前浮力与深度的关系；
（3）分析第1次到第5次实验数据，得出完全浸没时浮力与深度的关系；
（4）根据浮力的变化结合图象得出结论．

解答 解：（1）由表格中数据知，当h=0时，G=F=6.5N，第4次实验F=5N，则F_浮=G-F=6.5N-5N=1.5N；
（2）（2）根据第四次实验时，铁块受到浮力的计算方法，求出第一次到第五次的浮力分别为：0N、0.5N、1N、1.5N、2N，由此得出结论：铁块未浸没时，随着浸入深度的增加，受到的浮力增大．
（3）根据第四次实验时，铁块受到浮力的计算方法可以求出第五次到第七次的浮力分别为：2N、2N、2N，
由此得出结论：当铁块浸没水中后，受到的浮力与深度无关．
（4）由上可知，铁块逐渐浸入水中的过程中，浮力是先变大后不变的，故D符合题意．
故答案为：（1）1.5；（2）物体浸没之前，受到的浮力随深度的增大而增加；（3）物体浸没之后，受到的浮力与深度无关；（4）D．

点评 本题考查了测浮力的方法、用控制变量法设计实验、对实验数据的分析能力等．设计实验时，步骤的描述语言要严谨，体现科学的物理学方法；在结论的描述上，要从两个角度论述，即与形状有关或是无关．