Question

13．小王為了探究物體在水中不同深度所受浮力的情況，將一掛在彈簧測力計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和彈簧測力計相應(yīng)的示數(shù)F，實驗數(shù)據(jù)如表：

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8
h/cm	0	2	4	6	8	10	12	14
F/N	7	6.5	6	5.5	5	4.5	4.5	4.5

（1）表中第1列到第8列數(shù)據(jù)，說明：物體所受的浮力與物體所處的深度無關(guān)（填“有關(guān)”或“無關(guān)”）．
（2）當(dāng)物體完全浸沒時所受的浮力為2.5N．
（3）如圖所示，能正確反映物體所受浮力F_浮和圓柱體下表面所處的深度h關(guān)系的是D．

Answer 1

分析 （1）分物體浸沒前和浸沒后兩種情況，運用控制變量法，根據(jù)影響浮力大小的因素，分析得出結(jié)論；
（2）由稱重法求物體浸沒時受到的浮力大�。�
（3）結(jié)合（1）、（2）的分析，確定能正確反映物體所受浮力F_浮和圓柱體下表面所處的深度h關(guān)系的圖象．

解答 解：（1）表中第2列到第5列數(shù)據(jù)，圓柱體下表面的深度h逐漸增加，彈簧測力計的示數(shù)逐漸減小，根據(jù)F_浮=G-F_示，物體受到浮力逐漸增大．根據(jù)V_排=Sh（S為圓柱體的截面積大小），物體排開水的體積也逐漸增大，因物體受到浮力大小與物體排開液體的體積和密度有關(guān)，由于沒有控制排開液體的體積相同，因此，不能得出：物體受到的浮力大小與物體所處的深度有關(guān)，只能說明：物體受到的浮力大小隨物體排開液體體積的增加而增大．
6-8列數(shù)據(jù)，圓柱體下表面的深度h逐漸增加，但彈簧測力計的示數(shù)不變，此時物體浸沒在液體中時，物體排開液體的體積保持不變，物體受到的浮力大小不隨深度的增加而增大．
所以，表中第1列到第8列數(shù)據(jù)，說明：物體所受的浮力與物體所處的深度無關(guān)；
（2）h=0時，根據(jù)二力平衡，彈簧測力的示數(shù)即為物體的重力，G=7N，
浸沒時，彈簧測力的示數(shù)F_示=4.5N，物體浸沒時受到的浮力大小F_浮=G-F_示=7N-4.5N=2.5N；
（3）由上面的分析可知，浸沒前，物體所受浮力F_浮隨圓柱體下表面所處的深度h的增加先增大；浸沒后，物體所受浮力F_浮大小保持，與圓柱體下表面所處的深度h無關(guān)，故能正確反映物體所受浮力F_浮和圓柱體下表面所處的深度h關(guān)系的是圖D．
故答案為：（1）無關(guān)；（2）2.5N；（3）D．

點評 本題通過探究物體在水中不同深度所受浮力的情況，綜合考查二力平衡、稱重法、阿基米德原理、控制變量法等知識，其中（1）判斷物體所受的浮力與物體所處的深度的關(guān)系是本題的難點和易錯點．