Question

（9分）一課外小組的同學(xué)，通過實驗探究：浸沒在液體中的物體受到的浮力大小是否跟浸沒在液面下的深度有關(guān)．如圖所示，他們將一高6cm的金屬圓柱體掛在彈簧測力計下端，緩慢浸入水中（水足夠深），在圓柱體接觸容器底之前，記下圓柱體下表面所處深度和彈簧測力計相應(yīng)的拉力，數(shù)據(jù)如下表：

序號	1	2	3	4	5	6	7
深度h/cm	0	2	4	6	8	10	12
拉力F/N	8.1	7.1	6.1	5.1	5.1	5.1	5.1

（1）分析上表數(shù)據(jù)可知，金屬圓柱體的重力是多少？

（2）在金屬圓柱體完全浸入水中時，其受到的浮力為多大？

（3）金屬圓柱體的體積是多少？

（4）金屬圓柱體的密度是多少？

（5）分析表中數(shù)據(jù)變化規(guī)律，你能得出什么結(jié)論？

　

Answer 1

解：（1）由表中實驗序號為1的實驗數(shù)據(jù)可知，金屬圓柱體沒有進(jìn)入水中，彈簧測力計的拉力為8.1N，此時物體受重力與拉力作用，處于平衡狀態(tài)，由二力平衡的知識可知，物體受到的重力G=F=8.1N．

（2）由表中實驗序號為4、5、6、7的實驗數(shù)據(jù)可知，金屬圓柱體完全浸入水中時，彈簧測力計的示數(shù)是5.1N，

金屬圓柱體完全浸入水中時，圓柱體受到的浮力F_浮=G﹣F₄=8.1N﹣5.1N=3N；

（3）金屬圓柱體完全浸入水中時，它排開水的體積等于它自身的體積，

∵F_浮=ρ_水gV_排，∴金屬圓柱體的體積：V=V_排===3×10^﹣4m³；

（4）∵G=mg，∴金屬圓柱體的質(zhì)量：m===0.81kg，

金屬圓柱體的密度：ρ===2.7×10³kg/m³；

（5）由表中實驗序號為1至4的實驗數(shù)據(jù)可知，物體沒有完全浸沒在水中時，金屬圓柱排開水的體積越大，彈簧測力計的示數(shù)越小，說明金屬圓柱體受到的浮力越大；由第4至7組實驗數(shù)據(jù)可知，金屬圓柱體完全浸沒在水中后，彈簧測力計的示數(shù)不變，說明金屬圓柱體受到的浮力大小不變，金屬所受浮力與深度無關(guān)．

答：（1）金屬圓柱體的重力是8.1N；

（2）在金屬圓柱體完全浸入水中時，其受到的浮力為3N；

（3）金屬圓柱體的體積是3×10^﹣4 m³；

（4）金屬圓柱體的密度是2.7×10³kg/m³；

（5）物體所受浮力大小隨排開液體體積的增大而增大；物體浸沒在液體中所受浮力大小與液體深度無關(guān)．