Question

小王為了探究物體在水中不同深度所受浮力變化情況，如圖所示，將一掛在彈簧測力計(jì)下的圓柱體金屬塊緩慢浸入水中（水足夠深），在圓柱體接觸容器底之前，分別記下圓柱體下表面所處的不同深度h和彈簧測力計(jì)相應(yīng)的示數(shù)F，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
h（cm）	0	2	4	6	8	10	12
F（N）	6.75	6.25	5.75	5.25	4.75	4.25	4.25

⑴分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，第7次實(shí)驗(yàn)時(shí)，物體受到的浮力    N；物體的密度是       kg/m³。如果將圓柱體從彈簧測力計(jì)上取下，使其沉入容器底部，則靜止時(shí)圓柱體對容器底的壓力為

        N。

⑵分析表中第1列到第5列數(shù)據(jù)，說明                               ；

⑶分析表中第6列到第7列數(shù)據(jù)， 說明                               ；

⑷圖中能正確反映彈簧測力計(jì)示數(shù)F和圓柱體下表面到水面距離h關(guān)系的圖像是： （     ）

⑸如果小王還想探究：物體所受浮力大小是否與物體的形狀有關(guān)？老師提供的器材有：彈簧測力計(jì)，三個(gè)形狀不同的小石塊，橡皮泥，燒杯、細(xì)線和水。請你幫助小王從中選擇器材，設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)方案繼續(xù)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)的探究，簡要寫出實(shí)驗(yàn)所需的器材和實(shí)驗(yàn)做法。

器材：                               ；

實(shí)驗(yàn)：                                                                       。

 

Answer 1

【答案】

⑴2.5　2.7×10³  4.25

⑵浸在液體中的物體受到的浮力跟排開液體的體積有關(guān)，排開的液體體積越大，受到的浮力越大

⑶浸沒在液體中的物體受到的浮力和深度無關(guān) 

⑷B

⑸器材：彈簧測力計(jì)、橡皮泥、燒杯、細(xì)線和水

實(shí)驗(yàn)步驟：

a．①用細(xì)線將橡皮泥吊在彈簧測力計(jì)上，測出橡皮泥重G；

②將橡皮泥浸沒水中，記下測力計(jì)的示數(shù)F₁；

③改變橡皮泥形狀，將橡皮泥浸沒水中，記下測力計(jì)的示數(shù)F₂；

④再改變橡皮泥形狀，將橡皮泥浸沒水中，記下測力計(jì)的示數(shù)F₃

a．求出橡皮泥各次在水中所受的浮力。若各次所受浮力相等，說明浮力大小與形狀無關(guān)；若各次所受浮力不等，說明浮力大小與形狀有關(guān)

b．①用細(xì)線將橡皮泥吊在彈簧測力計(jì)上，將橡皮泥浸沒水中，記下測力計(jì)的示數(shù)F₁；

②改變橡皮泥形狀，把橡皮泥浸沒水中，記下測力計(jì)的示數(shù)F₂；

③再改變橡皮泥形狀，把橡皮泥浸沒水中，記下測力計(jì)的示數(shù)F₃

⑶（答案要與實(shí)驗(yàn)步驟對應(yīng)）

b．比較橡皮泥各次浸沒水中時(shí)測力計(jì)示數(shù)。若測力計(jì)的示數(shù)相等，說明浮力大小與形狀無關(guān)；若測力計(jì)的示數(shù)不等，則說明浮力大小與形狀有關(guān)

【解析】

試題分析：（1）讀表格可知，h為0時(shí)，物體的重力，第７次實(shí)驗(yàn)時(shí)，物體所受浮力；

分析表格數(shù)據(jù)可知：第七次實(shí)驗(yàn)時(shí)，物體已全部浸入水中，所以：

將圓柱體從彈簧測力計(jì)上取下，使其沉入容器底部，則靜止時(shí)圓柱體對容器底的壓力為重減去最大浮力，所以壓力為第七次的測力計(jì)示數(shù)：4.25Ｎ

（2）分析表中第1-5列數(shù)據(jù)，觀察h和F的變化趨勢可得，在同種液體里，物體受到浮力的大小隨排開液體體積的增大而增大；

（3）第6、7列數(shù)據(jù)中h增大，但F不再改變，說明物體已完全浸沒，因此可得：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)；

（4）通過分析表格中的數(shù)據(jù)可知，F(xiàn)隨h的變化趨勢是，先變小再不變，因此，選項(xiàng)B符合題意．

（5）探究物體所受浮力大小是否與物體的形狀有關(guān)，選擇器材：彈簧測力計(jì)、橡皮泥、燒杯、細(xì)線和水，根據(jù)控制變量的思想，小石塊因?yàn)椴荒鼙ＷC質(zhì)量（重）相等，所以不選。

實(shí)驗(yàn)步驟：

方法一．①用細(xì)線將橡皮泥吊在彈簧測力計(jì)上，測出橡皮泥重G；

②將橡皮泥浸沒水中，記下測力計(jì)的示數(shù)F₁；

③改變橡皮泥形狀，將橡皮泥浸沒水中，記下測力計(jì)的示數(shù)F₂；

④再改變橡皮泥形狀，將橡皮泥浸沒水中，記下測力計(jì)的示數(shù)F₃

結(jié)論．求出橡皮泥各次在水中所受的浮力。若各次所受浮力相等，說明浮力大小與形狀無關(guān)；若各次所受浮力不等，說明浮力大小與形狀有關(guān)

方法二．①用細(xì)線將橡皮泥吊在彈簧測力計(jì)上，將橡皮泥浸沒水中，記下測力計(jì)的示數(shù)F₁；

②改變橡皮泥形狀，把橡皮泥浸沒水中，記下測力計(jì)的示數(shù)F₂；

③再改變橡皮泥形狀，把橡皮泥浸沒水中，記下測力計(jì)的示數(shù)F₃

⑶（答案要與實(shí)驗(yàn)步驟對應(yīng)）

結(jié)論．比較橡皮泥各次浸沒水中時(shí)測力計(jì)示數(shù)。若測力計(jì)的示數(shù)相等，說明浮力大小與形狀無關(guān)；若測力計(jì)的示數(shù)不等，則說明浮力大小與形狀有關(guān)

考點(diǎn)：探究浮力大小的實(shí)驗(yàn)．

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(cuò)點(diǎn)在于分析圖象時(shí)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．最后一問從較高的水平對學(xué)生的各種能力進(jìn)行考查，以提高學(xué)生的綜合探索創(chuàng)新能力．