Question

16．在探究浮力的大小與哪些因素有關(guān)的試驗中，小明利用圓柱體做了如圖甲、乙所示的實驗．在圓柱體逐漸浸入水下的過程中（該過程圓柱體始終保持豎直位置），記錄 下彈簧秤的示數(shù)F與下端在水中深度h的關(guān)系如表所示．

h/cm	2	4	6	8	10	12
F/N	2.4	2.0	1.6	1.4	1.4	1.4

（1）圓柱體的重力是2.8N．
（2）請在圖丙坐標系中畫出浮力，隨深度h變化的圖線（F_浮～h圖象）．根據(jù)圖象可得出的結(jié)論：在圓柱體沒有完全浸沒水中之前受到的浮力大小與下表面所處的深度h成正比，完全浸沒后圓柱體受到的浮力大小不再變化
（3）接著，小明又將容器中的水換成鹽水，再次將圓柱體浸沒在液體中，讀出此時彈簧秤的示數(shù)，如圖丁所示．增加該實驗環(huán)節(jié)的目的是為了探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)彈簧測力計的分度值讀出甲的示數(shù)即為圓柱體的重力；
（2）由表格數(shù)據(jù)可知，圓柱體下端在水中深度h對應(yīng)彈簧測力計的示數(shù)，根據(jù)稱重法求出對應(yīng)的浮力，然后利用描點法做出圖象，然后分析圖象得出結(jié)論；
（3）浸在液體中的物體受的浮力大小和排開液體的體積、液體密度有關(guān)，采用控制變量法來分析．

解答 解：（1）由圖甲可知，測力計的分度值為0.2N，
由指針位置可知，彈簧測力計的示數(shù)為2.8N，即圓柱體的重力G=2.8N；
（2）由表格數(shù)據(jù)可知，
在深度為2cm時，拉力為2.4N，則此時圓柱體所受浮力F_浮=G-F_拉=2.8N-2.4N=0.4N，
在深度為4cm時，拉力為2.0N，則此時圓柱體所受浮力F_浮=G-F_拉=2.8N-2.0N=0.8N，
在深度為6cm時，拉力為1.6N，則此時圓柱體所受浮力F_浮=G-F_拉=2.8N-1.6N=1.2N，
在深度為8cm時，拉力為1.4N，則此時圓柱體所受浮力F_浮=G-F_拉=2.8N-1.4N=1.4N，
在深度為10cm時，拉力為1.4N，則此時圓柱體所受浮力F_浮=G-F_拉=2.8N-1.4N=1.4N，
在深度為12cm時，拉力為1.4N，則此時圓柱體所受浮力F_浮=G-F_拉=2.8N-1.4N=1.4N，
采用描點法畫出圖象如下：

由圖象知，物體未完全浸沒，浮力與h成正比，到完全浸沒后，深度增加，浮力大小不變，
故可得結(jié)論：在圓柱體沒有完全浸沒水中之前受到的浮力大小與下表面所處的深度h成正比，完全浸沒后圓柱體受到的浮力大小不再變化；
（3）圖丁實驗中，圓柱體全部浸沒在鹽水中，和圖乙相比，排開液體的體積相同，浸沒的深度相同，液體的密度不同，所以增加該實驗環(huán)節(jié)的目的是為了探究浮力的大小與液體密度的關(guān)系．
故答案為：
（1）2.8；
（2）如上圖所示；在圓柱體沒有完全浸沒水中之前受到的浮力大小與下表面所處的深度h成正比，完全浸沒后圓柱體受到的浮力大小不再變化．
（3）液體密度．

點評 本題主要考查的是學生對浮力計算公式、彈簧測力計的讀數(shù)、描點法作圖、控制變量法的理解和掌握，準確畫出F_浮～h圖象并得出結(jié)論是關(guān)鍵．