Question

7．小王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和彈簧測力計相應的示數(shù)F，實驗數(shù)據(jù)如下表：

次數(shù)	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	4.75	4.25	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)，表明液體密度一定時，物體受到的浮力大小與物體排開的液體體積有關，物體排開的液體體積越大，物體受到的浮力越大．．
（3）分析表中第6列到第8列數(shù)據(jù)，表明物體浸沒在液體中時，物體受到的浮力大小與物體浸入液體中的深度無關．．

Answer 1

分析 （1）第一次圓柱體下表面所處的深度h=0cm說明物體沒有浸入水中，此時物體不受浮力，彈簧測力計的示數(shù)就是物體的自身重力．
物體受到的浮力可用稱重法進行計算，即F_浮=G-F_拉求出．
（2）探究物體在水中不同深度所受浮力的變化情況時，應采用控制變量法觀察所給數(shù)據(jù)，找出變量和不變量，根據(jù)F_浮=G-F判斷浮力的變化，歸納得出合理的結論；
（3）根據(jù)F_浮=G-F和阿基米德原理確定物體在水中的狀態(tài)，根據(jù)控制變量法得出浮力大小與變化量的關系．

解答 解：
（1）根據(jù)題意，金屬塊所在深度h=0cm說明沒有浸入水中，此時物體不受浮力，彈簧測力計的示數(shù)就是物體的重力，即物體重為6.75N．
第4次物體受到的浮力F_浮4=G-F₄=6.75N-5.25N=1.5N；
（2）由第1列到第5列數(shù)據(jù)，物體浸入水中深度越來越大，排開水的體積越來越大，測力計示數(shù)越來越小，
根據(jù)F_浮=G-F可知，則浮力越來越大；
所以可得出結論：在液體密度一定時，物體受到的浮力大小與物體排開的液體體積有關，物體排開的液體體積越大，物體受到的浮力越大．
（3）分析表中第6列到第8列數(shù)據(jù)可知，物體浸在水中的深度越來越大，但測力計示數(shù)F不變，根據(jù)F_浮=G-F可知，則浮力不變，根據(jù)阿基米德原理，排開水的體積不變，
可知從深度為10cm開始物體浸沒在水中，排開液體的體積相同，
故可得出結論：物體浸沒在液體中時，物體受到的浮力大小與物體浸入液體中的深度無關．
故答案為：（1）6.75；1.5；
（2）在液體密度一定時，物體受到的浮力大小與物體排開的液體體積有關，物體排開的液體體積越大，物體受到的浮力越大；
（3）物體浸沒在液體中時，物體受到的浮力大小與物體浸入液體中的深度無關．

點評 本題考查了探究物體在水中不同深度所受浮力的變化情況，以及利用二次稱重法求浮力的大小，側重考查了控制變量法的思想，控制變量法是物理學習中最重要方法之一，所以一定要掌握好．