Question

2．小明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
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

（1）分析表中實驗數(shù)據(jù)，可以得出物體重6.75N，第4次實驗時，物體受到的浮力1.5N；
（2）分析表中第1列到第5列數(shù)據(jù)，說明物體所受的浮力隨物體排開液體的增加而增大；；
（3）實驗時應(yīng)先測物體的重力，再放入水中測浮力，改變先后順序會使浮力的測量結(jié)果偏大．（“大”“小”）
（4）圖中能正確反映彈簧測力計示數(shù)F和圓柱體下表面到水面距離h關(guān)系的圖象是B

（5）圓柱體的密度為2.7×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）第1組數(shù)據(jù)彈簧測力計的示數(shù)即為物體的重力大��；根據(jù)稱重法求出第4次物體受到浮力
（2）根據(jù)稱重法比較浮力大小，結(jié)合表中數(shù)據(jù)知，物體排開液體的體積越來越大，從而得出結(jié)論；
（3）當(dāng)實驗順序改變時，物體上因有水而使G變大，根據(jù)F_浮=G-F_示確定結(jié)果的變化；
（4）物體浸沒前所受浮力逐漸增大，浸沒后受到的浮力不變；
（5）根據(jù)由物阿基米德原理，求出物體體浸沒在水中的體積，即物體的體積，物體密度可求．

解答 解：（1）長方體下表面到水面距離h=0時，根據(jù)二力平衡，彈簧測力計的示數(shù)即為物體的重力大小，G=6.75N；第4次實驗時，物體受到的浮力F_浮4=G-F₄=6.75N-5.25N=1.5N；
（2）分析第1次到第5次實驗數(shù)據(jù)，浸入液體的深度h越來越大，物體排開液體的體積V_排=Sh也越來越大，彈簧測力計的示數(shù)逐漸F漸減小，浮力F_浮=G-F逐漸增大，說明物體浸沒液體之前，物體所受的浮力隨物體排開液體體積的增加而增大；
（3）實驗時應(yīng)先測物體的重力，再放入水中測浮力，若改變先后順序，物體上因有水會使G變大，而彈簧測力計的示數(shù)不受影響，根據(jù)F_浮=G-F會使浮力的測量結(jié)果偏大；
（4）由實驗1-5對應(yīng)的數(shù)據(jù)知，彈簧測力計的示數(shù)隨深度的增加而減小；6、7次彈簧測力計的示數(shù)不隨深度的變化而變化，所以，能正確反映浮力F_浮和物體下表面到水面距離h關(guān)系的圖象為B；
（5）在實驗6中，物體受到的浮力F_浮6=G-F₆=6.75N-4.25N=2.5N，物體浸沒在液體中，物體排開液體的等于物體自身的體積，根據(jù)阿基米德原理，V_物=V_排=$\frac{{F}_{浮6}}{{ρ}_{水}g}$，所以，物體的密度
ρ=$\frac{G}{{gV}_{物}}$=$\frac{G}{{F}_{浮6}}$×ρ_水=$\frac{6.75}{2.5}$×10³kg/m³=2.7×10³kg/m³．
故答案為：（1）6.75；1.5；
（2）物體所受的浮力隨排開液體的體積增大而增大；
（3）大；
（4）B；
（5）2.7×10³

點評 本題探究物體在水中不同深度所受浮力變化情況，主要考查阿基米德原理、測固體密度、控制變量法、對測量結(jié)果的分析、用圖象表示物理過程等知識，綜合性較強．