Question

13．小芳要探究金屬圓柱受到水的浮力與浸在水中深度的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)裝置如圖5所示，將高為8cm的金屬圓柱體緩慢浸入水中（水足夠深），在金屬圓柱體接觸容器底之前，記下金屬體下表面所處的不同深度h和彈簧測力計(jì)相應(yīng)的拉力示數(shù)F，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8
h/cm	0	2	4	6	8	10	12	14
F/N	6.75	6.25	5.75	5.25	4.5	4.5	4.5	4.5

（1）分析表中的數(shù)據(jù)，可以得出物體的重為：6.75N．
（2）第3次實(shí)驗(yàn)時，金屬圓柱受到的浮力大小為：1N．
（3）分析表中第1列到第5列數(shù)據(jù)，表明浮力的大小與物體排開的液體的體積有關(guān)．
（4）分析表中第5列到第8列數(shù)據(jù)，表明浮力的大小與浸沒在液體中的深度無關(guān)．

Answer 1

分析 （1）浸沒深度為0時，彈簧測力計(jì)的示數(shù)就是物體的重力；
（2）物體受到的浮力可用稱重法的表達(dá)式F_浮=G-F_拉求出；
（3）關(guān)注h和F的變化趨勢，可發(fā)現(xiàn)浮力是隨著h的增大而增大的，而h的增大表明其排開液體的體積在增大；
（4）分析第5到8次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)h變化情況與力F變化情況進(jìn)行分析，

解答 解：（1）由表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，h為0時，物體受到的浮力為零，彈簧測力計(jì)示數(shù)為6.75N，則物體的重力G=6.75N；
（2）第3次實(shí)驗(yàn)時，金屬塊完全浸沒時，測力計(jì)示數(shù)為5.75N，物體所受浮力F_浮=G-F_拉=6.75N-5.75N=1N；
（3）由表中第1至第5次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，隨圓柱體浸入水中的深度增加，物體排開水的體積增大，彈簧測力計(jì)示數(shù)減小，物體受到的浮力增大，由此可得：浸在液體中的物體受到浮力大小與物體排開液體體積有關(guān)；
（4）由表中第5到8次實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知，金屬完全浸沒在水中，隨h增大，F(xiàn)不再改變，說物體受到的浮力不變，這說明物體受到的浮力不變，由此此可得：物體浸沒在同種液體里，所受浮力的大小與浸沒的深度無關(guān)；
故答案為：（1）6.75N；（2）1N；（3）物體排開的液體的體積；（4）浸沒在液體中的深度．

點(diǎn)評 通過此題我們要學(xué)會熟練運(yùn)用稱重法的表達(dá)式求出浮力，對表格數(shù)據(jù)的分析是本題的重點(diǎn)，控制變量法依然是此類實(shí)驗(yàn)必須要用到的，此題的易錯點(diǎn)在于分析圖象時要注意：彈簧測力計(jì)的示數(shù)F隨h的變化和浮力F_浮隨h的變化是不同的．