Question

4．如图1所示，某同学为了探究物体在水中不同深度所受浮力的变化情况，将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中（水足够深），在触底之前分别记下金属块的下表面所处不同深度h和弹簧测力计的示数F．实验数据如下表所示：

次数	1	2	3	4	5	6	7	8
h/cm	0	2	3	6	8	10	12	14
F/N	6.75	6.25	5.75	5.25	4.75	4.25	4.25	4.25

（1）分析表中数据，可以得出体重6.75N，第4次实验时，物体所受的浮力为1.5N．
（2）分析表中1-5次实验数据，说明：浸入水中的体积越大，受到的浮力越大．
（3）图2能正确反映浮力大小与金属块下表面所处不同深度h关系图象的是B．

Answer 1

分析 （1）物体没有浸入水中时，弹簧测力计的示数等于物体的重力．
物体浸入水中时，物体重力与弹簧测力计示数之差是物体受到的浮力．
（2）分析表中实验数据看物体受到的浮力与物体浸入深度的关系，然后得出结论．
（3）结合（1）、（2）的分析，确定能正确反映物体所受浮力F_浮和圆柱体下表面所处的深度h关系的图象．

解答 解：（1）由表中实验数据可知，物体没有浸入水中时，弹簧测力计示数是6.75N，因此物体重力G=6.75N．
第4次实验时，物体受到的浮力F_浮=G-F₄=6.75N-5.25N=1.5N．
（2）物体浸入水中时，物体受到的浮力F_浮=G-F，由表中第1列至5列数据可知，物体浸入水中的深度h越大，物体浸入水中的体积越大，弹簧测力示数F越小，物体受到的浮力越大，由此可见：物体浸入水中的体积越大，受到的浮力越大；
（3）由上面的分析可知，浸没前，弹簧测力计的示数逐渐减小，故物体所受浮力F_浮随圆柱体下表面所处的深度h的增加先增大；浸没后，弹簧测力计的示数不变，故物体所受浮力F_浮大小保持，与圆柱体下表面所处的深度h无关，故能正确反映物体所受浮力F_浮和圆柱体下表面所处的深度h关系的是图B．
故答案为：（1）6.75；1.5；（2）浸入水中的体积越大，受到的浮力越大；（3）B．

点评 本题通过探究物体在水中不同深度所受浮力的情况，综合考查二力平衡、称重法、阿基米德原理、控制变量法等知识，其中（3）判断物体所受的浮力与物体所处的深度的关系是本题的难点和易错点．