Question

13．小芳要探究金属圆柱受到水的浮力与浸在水中深度的关系，实验装置如图5所示，将高为8cm的金属圆柱体缓慢浸入水中（水足够深），在金属圆柱体接触容器底之前，记下金属体下表面所处的不同深度h和弹簧测力计相应的拉力示数F，实验数据如下表：

次数	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）分析表中的数据，可以得出物体的重为：6.75N．
（2）第3次实验时，金属圆柱受到的浮力大小为：1N．
（3）分析表中第1列到第5列数据，表明浮力的大小与物体排开的液体的体积有关．
（4）分析表中第5列到第8列数据，表明浮力的大小与浸没在液体中的深度无关．

Answer 1

分析 （1）浸没深度为0时，弹簧测力计的示数就是物体的重力；
（2）物体受到的浮力可用称重法的表达式F_浮=G-F_拉求出；
（3）关注h和F的变化趋势，可发现浮力是随着h的增大而增大的，而h的增大表明其排开液体的体积在增大；
（4）分析第5到8次实验数据，根据h变化情况与力F变化情况进行分析，

解答 解：（1）由表中实验数据可知，h为0时，物体受到的浮力为零，弹簧测力计示数为6.75N，则物体的重力G=6.75N；
（2）第3次实验时，金属块完全浸没时，测力计示数为5.75N，物体所受浮力F_浮=G-F_拉=6.75N-5.75N=1N；
（3）由表中第1至第5次实验数据可知，随圆柱体浸入水中的深度增加，物体排开水的体积增大，弹簧测力计示数减小，物体受到的浮力增大，由此可得：浸在液体中的物体受到浮力大小与物体排开液体体积有关；
（4）由表中第5到8次实验数据可知，金属完全浸没在水中，随h增大，F不再改变，说物体受到的浮力不变，这说明物体受到的浮力不变，由此此可得：物体浸没在同种液体里，所受浮力的大小与浸没的深度无关；
故答案为：（1）6.75N；（2）1N；（3）物体排开的液体的体积；（4）浸没在液体中的深度．

点评 通过此题我们要学会熟练运用称重法的表达式求出浮力，对表格数据的分析是本题的重点，控制变量法依然是此类实验必须要用到的，此题的易错点在于分析图象时要注意：弹簧测力计的示数F随h的变化和浮力F_浮随h的变化是不同的．