题目内容

一弹簧测力计下挂圆柱体，从盛有水的烧杯上方离水面某一高度处开始缓慢下降，直到圆柱体底部与盛水的烧杯底部接触为止，下降全过程中弹簧测力计示数F随圆柱体下降高度h的变化的图线如图所示，由图中可知圆柱体受到的重力是________；圆柱体受的最大浮力为________；圆柱体的密度是________．

12N    8N    1.5×103kg/m3
分析：（1）当物体没有浸入水中时，物测力计的示数等于物体的重力；
（2）当物体全部浸没水中，排开液体的体积最大，因此物体受到的浮力最大；
（3）由阿基米德原理求出V排，V物=V排；由公式G=mg求出质量，再根据密度公式即可求出物体的密度．
解答：（1）由图象可知，当h=0时，弹簧测力计示数等于物体的重力，即12N；
（2）当h=7cm时，弹簧测力计示数不变，说明此时物体已经浸没在水中，受力分析可知，圆柱体受的最大浮力：F浮=G-F示=12N-4N=8N；
（3）由阿基米德原理F浮=ρ液V排g得：V排===8×10-4m3，
因为物体是全部浸没，所以V物=V排=8×10-4m3，
由公式G=mg可求出物体的质量：
m===1.2kg，
ρ物===1.5×103kg/m3．
故答案为：12N；8N；1.5×103kg/m3．
点评：本题用到的知识点有重力、质量、密度、二力平衡、受力分析、阿基米德原理等，考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力，难度较大．
练习册系列答案
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23、实验中学物理课外实验小组，为了探究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：将一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），从圆柱体接触水面至接触容器底之前，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．实验数据如下表：

实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8
h/cm 0 2 4 6 8 10 12 14
F/N 4.75 4.25 3.75 3.25 2.75 2.25 2.25 2.25
F浮/N 0 0.50 1.00 1.50     2.50 2.50
（1）请将空格处两次实验计算出的浮力填入表格；
（2）依据表中数据，在右边的坐标系中画出浮力F浮与深度h关系的图象；
（3）通过对图象的分析，你得到的结论是：
①浮力的大小与物体排开液体的体积有关．
②在同种液体中，物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积成正比．
③浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关．（符合规律的结论均可）
．
小翔同学在一次从浅水走入深水的过程中，注意到人有一种慢慢漂起来的感觉．为此，他猜想浮力的大小可能与物体浸入液体中的深度有关．
【设计与进行实验】
将一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），从圆柱体接触水面至接触容器底之前，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．实验数据如表．
实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8
h/cm 0 2 4 6 8 10 12 14
F/N 4.75 4.25 3.75 3.25 2.75 2.25 2.25 2.25
F浮/N 0 0.50 1.00 1.50        
【分析与论证】
（1）请将后4次实验计算出的浮力填入表格．
（2）依据表中数据，在坐标系中画出浮力F浮与深度h关系的图象；通过对图象的分析，你得到的结论是：
①浮力的大小与物体排开液体的体积有关．
②在同种液体中，物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积成正比．
③浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关．
①浮力的大小与物体排开液体的体积有关．
②在同种液体中，物体所受浮力的大小与物体排开液体的体积成正比．
③浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关．
．
实验中学物理课外实验小组，为了探究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：将一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），从圆柱体接触水面至接触容器底之前，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．实验数据如下表．
实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8
h/cm 0 2 4 6 8 10 12 14
F/N 4.75 4.25 3.75 3.25 2.75 2.25 2.25 2.25
F浮/N 0 0.50 1.00 1.50
（1）请将第4次实验计算出的浮力填入表格；
（2）依据表中数据，在右边的坐标系中画出浮力F浮与深度h关系的图象；
（3）通过对图象的分析，你得到的结论是：
圆柱型金属体所受的浮力与圆柱型金属体所排开水的体积成正比
圆柱型金属体所受的浮力与圆柱型金属体所排开水的体积成正比
．
（4）物体的体积是多少？（g取10N/kg）
实验中学物理课外实验小组，为了探究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：将一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1所示），从圆柱体接触水面至接触容器底之前，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．实验数据如下表．
实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8
h/cm 0 2 4 6 8 10 12 14
F/N 4.75 4.25 3.75 3.25 2.75 2.25 2.25 2.25
F浮/N 0 0.50 1.00 1.50

（1）请将后4次实验计算出的浮力填入表格；
（2）依据表中数据，在图2的坐标系中画出浮力F浮与深度h关系的图象；
（3）通过对图象的分析，你得到的结论是：
在圆柱体未浸没入水中之前，所受的浮力与深度成正比；在圆柱体浸没入水中之后，所受的浮力与深度无关
在圆柱体未浸没入水中之前，所受的浮力与深度成正比；在圆柱体浸没入水中之后，所受的浮力与深度无关
．
（1）如图1所示是小鹏同学在使用同一支压强计探究液体内部压强过程中的一个情景．请你仔细观察图11，并回答下列问题：
①甲、乙两次测得的压强哪次大？
乙
乙
；
②你是根据什么现象作出的判断？
U形管内的液面高度差
U形管内的液面高度差
；
③如果A、B两烧杯中的液体都是水，根据实验，可以得到什么规律？
在同种液体中，压强随深度增加而增大
在同种液体中，压强随深度增加而增大
．
（2）某中学物理课外实验小组，为了探究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：将一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），从圆柱体接触水面至接触容器底之前，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，如图2所示．实验数据如下表．
实验次序 1 2 3 4 5 6 7
h/cm 0 2 4 6 8 10 12
F/N 4.75 4.25 3.75 3.25 2.75 2.25 2.25
F浮/N 0 0.5 1.0 1.5 2.0
①请将6、7两次实验计算出的浮力填入表格；
②依据表中数据，在图3中的坐标系中画出浮力F浮与深度h关系的图象；
③通过对图象的分析，你得到的结论是：
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
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
．

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