Question

（2010?德陽(yáng)模擬）一課外小組的同學(xué)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究浸沒(méi)在液體中的物體受到的浮力大小跟浸沒(méi)在液面下的深度是否有關(guān)．如圖所示，他們將一高6cm的金屬圓柱體掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，緩慢浸入水中（水足夠多），在圓柱體接觸容器底之前，記下圓柱體下表面所處不同深度h和彈簧測(cè)力計(jì)相應(yīng)的拉力F，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表：

序號(hào)	1	2	3	4	5	6	7
深度h（cm）	0	2	4	6	8	10	12
拉力F（N）	8.1	7.1	6.1	5.1	5.1	5.1	5.1

（1）根據(jù)實(shí)驗(yàn)序號(hào)4、5、6、7的數(shù)據(jù)可以說(shuō)明浸沒(méi)在水中的物體受到的浮力大小跟物體浸沒(méi)在水面下的深度

無(wú)關(guān)

（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）．
（2）金屬圓柱體的重力是

8.1

N．它浸沒(méi)在水中時(shí)的受到的浮力是

3

N．
（3）根據(jù)以上數(shù)據(jù)還可以求得這個(gè)金屬圓柱體的密度是

2.7×10³

kg/m³．

Answer 1

分析：（1）金屬圓柱體的高為6cm，因此，當(dāng)h≥6cm時(shí)，說(shuō)明它是完全浸沒(méi)的，觀察深度變化是否對(duì)拉力F造成影響，即可判斷浮力大小跟浸沒(méi)深度的關(guān)系；
（2）實(shí)驗(yàn)序號(hào)1中，物體還未浸入水中，此時(shí)的拉力就是金屬圓柱體的重力，而其浸沒(méi)時(shí)的浮力可根據(jù)稱重法求出，當(dāng)然，拉力必須是選擇h≥6cm時(shí)的數(shù)值；
（3）根據(jù)重力可求出金屬圓柱體的質(zhì)量，再根據(jù)浮力可求出金屬圓柱體的體積，再利用密度的公式求出其密度．

解答：解：（1）實(shí)驗(yàn)序號(hào)4、5、6、7的數(shù)據(jù)都是金屬圓柱體完全浸沒(méi)時(shí)的數(shù)據(jù)，根據(jù)深度增加，F(xiàn)不變可以看出，浮力的大小與物體浸沒(méi)在水面下的深度無(wú)關(guān)；
（2）序號(hào)1中拉力的大小就是金屬圓柱體的重力，為8.1N；它浸沒(méi)時(shí)受到的浮力F_浮=8.1N-5.1N=3N；
（3）金屬圓柱體的質(zhì)量m=

G

g

=

8.1N

10N/kg

=0.81kg．金屬圓柱體的體積V=

F浮

ρ水g

=

3N

1.0×103kg/m3×10N/kg

=3×10^-4m³．金屬圓柱體的密度ρ=

m

V

=

0.81kg

3×10-4m3

=2.7×10³kg/m³．
故答案為：（1）無(wú)關(guān)；（2）8.1，3；（3）2.7×10³．

點(diǎn)評(píng)：在分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)一定要結(jié)合金屬圓柱體的高度，明確何時(shí)部分浸入，何時(shí)完全浸沒(méi)，再結(jié)合數(shù)據(jù)的變化得出結(jié)論．對(duì)稱重法的計(jì)算、重力公式、浮力公式、密度公式的運(yùn)用也是本題考查的基本知識(shí)點(diǎn)．