Question

小李同學為了研究物體在水中不同深度處所受浮力的變化情況，如圖所示，將掛在彈簧測力計上的高度為8厘米的圓柱體金屬塊緩緩浸入水中（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和測力計相應的示數F，測得實驗數據如下表：

次數	1	2	3	4	5	6	7
h（厘米）		2	4	6	8	10	12
F（牛）	7.15	6.55	5.95	5.35	4.75	4.75	4.75
F浮（牛）		0.6	1.2

（1）分析表中實驗數據，可以得出物體重______牛；
（2）完成表格填寫；
（3）分析表中第2列到第6列數據，可得出結論：______．
（4）分析表中第7列到第8列數據，可得出結論：______．

Answer 1

【答案】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，彈簧測力計的示數就是物體的自身重力．
（2）物體受到的浮力可用稱重法進行計算，即F_浮=G-F_拉求出．
（3）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據，找出變量和不變量，歸納得出合理的結論．
解答：解：（1）根據題意，金屬塊在深度h=0cm說明沒有浸入水中，此時物體不受浮力，彈簧測力計的示數就是物體的自身重力，即重力為7.15N．
（2）第1次物體受到的浮力F_浮1=G-F₁=7.15N-7.15N=0；
第4次物體受到的浮力F_浮4=G-F₄=7.15N-5.35N=1.8N；
第5物體受到的浮力F_浮5G-F₅=7.15N-4.75N=2.4N；
第6次物體受到的浮力F_浮6=G-F₆=7.15N-4.75N=2.4N；
第7次物體受到的浮力F_浮7=G-F₇=7.15N-4.75N=2.4N．故表格如下：

次數	1	2	3	4	5	6	7
h（厘米）		2	4	6	8	10	12
F（牛）	7.15	6.55	5.95	5.35	4.75	4.75	4.75
F浮（牛）	0	0.6	1.2	1.8	2.4	2.4	2.4

（3）分析表中第2列到第6列數據可知：圓柱浸入水的深度不同，即排開液體的體積不同，彈簧測力計的示數也不相同，
故可得出結論：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．
（4）分析表中第7列到第8列數據可知，圓柱浸沒水中的深度不同，即排開液體的體積相同，彈簧測力計的示數不變，
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）7.15；（2）如上表所示；（3）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；（4）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．