Question

16．在探究浮力的大小与哪些因素有关的试验中，小明利用圆柱体做了如图甲、乙所示的实验．在圆柱体逐渐浸入水下的过程中（该过程圆柱体始终保持竖直位置），记录 下弹簧秤的示数F与下端在水中深度h的关系如表所示．

h/cm	2	4	6	8	10	12
F/N	2.4	2.0	1.6	1.4	1.4	1.4

（1）圆柱体的重力是2.8N．
（2）请在图丙坐标系中画出浮力，随深度h变化的图线（F_浮～h图象）．根据图象可得出的结论：在圆柱体没有完全浸没水中之前受到的浮力大小与下表面所处的深度h成正比，完全浸没后圆柱体受到的浮力大小不再变化
（3）接着，小明又将容器中的水换成盐水，再次将圆柱体浸没在液体中，读出此时弹簧秤的示数，如图丁所示．增加该实验环节的目的是为了探究浮力的大小与液体密度的关系．

Answer 1

分析 （1）根据弹簧测力计的分度值读出甲的示数即为圆柱体的重力；
（2）由表格数据可知，圆柱体下端在水中深度h对应弹簧测力计的示数，根据称重法求出对应的浮力，然后利用描点法做出图象，然后分析图象得出结论；
（3）浸在液体中的物体受的浮力大小和排开液体的体积、液体密度有关，采用控制变量法来分析．

解答 解：（1）由图甲可知，测力计的分度值为0.2N，
由指针位置可知，弹簧测力计的示数为2.8N，即圆柱体的重力G=2.8N；
（2）由表格数据可知，
在深度为2cm时，拉力为2.4N，则此时圆柱体所受浮力F_浮=G-F_拉=2.8N-2.4N=0.4N，
在深度为4cm时，拉力为2.0N，则此时圆柱体所受浮力F_浮=G-F_拉=2.8N-2.0N=0.8N，
在深度为6cm时，拉力为1.6N，则此时圆柱体所受浮力F_浮=G-F_拉=2.8N-1.6N=1.2N，
在深度为8cm时，拉力为1.4N，则此时圆柱体所受浮力F_浮=G-F_拉=2.8N-1.4N=1.4N，
在深度为10cm时，拉力为1.4N，则此时圆柱体所受浮力F_浮=G-F_拉=2.8N-1.4N=1.4N，
在深度为12cm时，拉力为1.4N，则此时圆柱体所受浮力F_浮=G-F_拉=2.8N-1.4N=1.4N，
采用描点法画出图象如下：

由图象知，物体未完全浸没，浮力与h成正比，到完全浸没后，深度增加，浮力大小不变，
故可得结论：在圆柱体没有完全浸没水中之前受到的浮力大小与下表面所处的深度h成正比，完全浸没后圆柱体受到的浮力大小不再变化；
（3）图丁实验中，圆柱体全部浸没在盐水中，和图乙相比，排开液体的体积相同，浸没的深度相同，液体的密度不同，所以增加该实验环节的目的是为了探究浮力的大小与液体密度的关系．
故答案为：
（1）2.8；
（2）如上图所示；在圆柱体没有完全浸没水中之前受到的浮力大小与下表面所处的深度h成正比，完全浸没后圆柱体受到的浮力大小不再变化．
（3）液体密度．

点评 本题主要考查的是学生对浮力计算公式、弹簧测力计的读数、描点法作图、控制变量法的理解和掌握，准确画出F_浮～h图象并得出结论是关键．