Question

19．如圖1，超凡同學為了探究物體在水中不同深度所受浮力的變化情況，將一長方體掛在彈簧測力計下，在長方體接觸容器底之前，分別記下長方體下表面到水面距離h和彈簧測力計相應的示數(shù)F，實驗數(shù)據(jù)如表．

次數(shù) 物理量	1	2	3	4	5	6	7
h/cm	0	2	4	6	8	10	12
F/N	6.5	6.0	5.5	5.0	4.5	4.5	4.5

（1）分析表中實驗數(shù)據(jù)，可以得出物體重6.5N，第4次實驗時，物體受到的浮力為1.5N．
（2）分析表中第1列到第5列數(shù)據(jù)，說明物體浸沒與液體之前所受的浮力隨深度的增加而增大．
（3）分析表中第5列到第7列數(shù)據(jù)，說明物體浸沒后所受的浮力與物體所處的深度無關．
（4）圖2中能正確反映浮力F_浮和物體下表面到水面距離h關系的圖象為D．

（5）根據(jù)表中的實驗數(shù)據(jù)，可求得長方體的密度是3.25×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析出物體重力，再根據(jù)F_浮=G-F_拉求出物體受的浮力；
（2）分析表中第1列到第5列數(shù)據(jù)，根據(jù)F_浮=G-F_拉分析浮力大小和深度的關系；
（3）分析表中第5列到第7列數(shù)據(jù)，根據(jù)F_浮=G-F_拉分析浮力大小和深度的關系；
（4）根據(jù)表中數(shù)據(jù)分析浸沒前和浸沒后物體浮力的變化情況，選出正確的圖象；
（5）根據(jù)表中數(shù)據(jù)求出物體浸沒后所受的浮力，根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排求出排開水的體積，即為物體體積，再根據(jù)G=mg=ρgV求出物體密度．

解答 解：（1）分析表中第一次實驗數(shù)據(jù)，浸在水中深度為0時，物體不受浮力，彈簧測力計的示數(shù)即為物體重力G=6.5N；
第4次實驗時，物體受到的浮力F_浮=G-F_拉=6.5N-5N=1.5N；
（2）分析表中第1列到第5列數(shù)據(jù)可知，物體浸沒在液體中之前，隨著深度的增加，彈簧測力計的示數(shù)越來越小，根據(jù)F_浮=G-F_拉可知，物體所受的浮力越來越大；
（3）分析表中第5列到第7列數(shù)據(jù)可知，物體浸沒后，隨著深度的增加，彈簧測力計的示數(shù)不變，根據(jù)F_浮=G-F_拉可知，物體所受的浮力不變，說明物體浸沒后所受的浮力與物體所處的深度無關；
（4）根據(jù)以上的分析可知，物體在浸沒在水中以前，浮力隨著浸在水中的深度增加而增大；完全浸沒后，深度增加，浮力不再變化，符合題意的圖象是D；
（5）分析表中第5次實驗數(shù)據(jù)，彈簧測力計的拉力F_拉=4.5N，浮力F_浮=G-F_拉=6.5N-4.5N=2N，
由F_浮=ρ_水gV_排得：
物體體積V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³，
由G=mg=ρgV得：
物體密度ρ=$\frac{G}{gV}$=$\frac{6.5N}{10N/kg×2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=3.25×10³kg/m³．
故答案為：（1）6.5；1.5；（2）增大；（3）無關；（4）D；（5）3.25×10³．

點評 此題主要考查的是學生對浮力、密度的計算和分析數(shù)據(jù)得出結論的能力，能夠從表中分析出有用的數(shù)據(jù)是解決此題的關鍵．