Question

一位學生在探究影響浮力大小的因素時，做了如圖1所示的實驗．他根據測得的實驗數據，做出了彈簧測力計的示數F與圓柱體下表面在水中深度h關系的圖象，如圖2所示．分析圖象可知：
（1）AB段表示圓柱體受到的浮力______（填：“變大”或“變小”）；BC段表示浮力不變，不變的原因是圓柱體______不再發生變化．
（2）圓柱體的密度ρ=______g/cm³．

Answer 1

【答案】分析：（1）根據F-h的關系圖象可知拉力F先變小后不變，由F_浮=G_物-F可知浮力變化情況；根據物體所受浮力大小只與液體的密度和排開液體的體積有關，與浸沒的深度無關結合圖象BC段表示的含義進行解答．
（2）先由圖象得出圓柱體的物重，根據G=mg求出其質量；再根據稱重法求出圓柱體完全浸沒時受到的浮力，根據阿基米德原理的變形時求出排開液體的體積即為圓柱體的體積，最后根據密度公式求出圓柱體的密度．
解答：解：（1）由彈簧測力計的示數F與物體下表面所處深度h的關系圖象可以知道：彈簧測力計的示數隨著深度的增加是先變小再不變的，而測力計的示數等于物體重力減去物體浸在液體中的浮力．所以此圖象中AB段表示圓柱體受到的浮力變大；因BC段表示排開液體的體積不變，且物體所受的浮力與浸沒的深度無關，所以受到的浮力不變．
（2）由圖象可知，圓柱體重G=4.5N，
∴圓柱體的質量m===0.45kg，
∵當圓柱體全浸入時，彈簧測力計的示數F′=3N，
∴圓柱體受完全浸沒時受到的浮力F_浮=G-F′=4.5N-3N=1.5N；
∵F_浮=ρv_排g，
∴圓柱體的體積v=v_排===1.5×10^-4m³，
圓柱體的密度ρ===3×10³kg/m³=3g/cm³．
故答案為：（1）變大；排開液體的體積；（2）3．
點評：本題考查知識點比較多，密度的計算、重力的計算、浮力的計算及其公式變形，會識圖并從中得出相關信息是本題的關鍵，屬于難題．