Question

一位學(xué)生在探究影響浮力大小的因素時(shí)，做了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)．他根據(jù)測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，做出了彈簧測力計(jì)的示數(shù)F與圓柱體下表面在水中深度h關(guān)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

變大

（填：“變大”或“變小”）；BC段表示浮力不變，不變的原因是圓柱體

排開液體的體積

不再發(fā)生變化．
（2）圓柱體的密度ρ=

3

g/cm³．

Answer 1

分析：（1）根據(jù)F-h的關(guān)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(jù)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(guān)，與浸沒的深度無關(guān)結(jié)合圖象BC段表示的含義進(jìn)行解答．
（2）先由圖象得出圓柱體的物重，根據(jù)G=mg求出其質(zhì)量；再根據(jù)稱重法求出圓柱體完全浸沒時(shí)受到的浮力，根據(jù)阿基米德原理的變形時(shí)求出排開液體的體積即為圓柱體的體積，最后根據(jù)密度公式求出圓柱體的密度．

解答：解：（1）由彈簧測力計(jì)的示數(shù)F與物體下表面所處深度h的關(guān)系圖象可以知道：彈簧測力計(jì)的示數(shù)隨著深度的增加是先變小再不變的，而測力計(jì)的示數(shù)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(guān)，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(zhì)量m=

G

g

=

4.5N

10N/kg

=0.45kg，
∵當(dāng)圓柱體全浸入時(shí)，彈簧測力計(jì)的示數(shù)F′=3N，
∴圓柱體受完全浸沒時(shí)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=

F浮

ρg

=

1.5N

1.0×103kg/m3×10N/kg

=1.5×10^-4m³，
圓柱體的密度ρ=

m

V

=

0.45kg

1.5×10-4m3

=3×10³kg/m³=3g/cm³．
故答案為：（1）變大；排開液體的體積；（2）3．

點(diǎn)評(píng)：本題考查知識(shí)點(diǎn)比較多，密度的計(jì)算、重力的計(jì)算、浮力的計(jì)算及其公式變形，會(huì)識(shí)圖并從中得出相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵，屬于難題．