Question

9．如圖所示，為了探究浮力的大小，某同學將一個掛在彈簧測力計下的金屬圓柱體緩慢浸入水
中，分別記下圓柱體下表面所處的深度h、彈簧測力計相應的示數(shù)F，并將實驗數(shù)據(jù)記錄在下表中．

次數(shù)	1	2	3	4	5	6
h/cm	0	4	8	10	12	16
F/N	6.75	5.75	4.75	4.25	4.25	2.00

（1）如圖是第2次實驗的情景，請問此時金屬塊所受浮力的大小為1N；
（2）分析表中第4次和第5次實驗數(shù)據(jù)，說明浸沒在液體中的物體受到的浮力大小與深度無關（選填“有關”或“無關”）；
（3）第6次實驗中，金屬塊所受浮力大小為2.50N，金屬塊的密度為2.7×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)第1次實驗可得出物體的重力，結合第2次實驗，運用稱重法可得出物體所受的浮力；
（2）浮力的大小只與物體排開液體的體積和液體的密度有關，與浸沒的深度無關；
（3）當物體完全浸沒后，其浮力不再改變，據(jù)此來判斷第6次實驗中的浮力；
根據(jù)物體浸沒時的浮力計算排開水的體積，即物體的體積，由密度公式計算物體的密度大小．

解答 解：
（1）根據(jù)第1次實驗可得出物體的重力為6.75N，第2次實驗中F_拉=5.75N，則物體所受的浮力F_浮=G-F_拉=6.75N-5.75N=1N；
（2）分析表中第4次和第5次實驗數(shù)據(jù)可以看出，物體深度增加，浮力不再變化，說明浸沒在液體中的物體受到的浮力大小與深度無關；
（3）第4次實驗中，物體已完全浸沒，故到第6次實驗時，其浮力不再增加，仍為6.75N-4.25N=2.50N；
物體浸沒時，F(xiàn)_浮′=ρ_水gV_排，
物體的體積V=V_排=$\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{水}g}$，
物體密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{\frac{G}{g}}{V}$=$\frac{G}{Vg}$=$\frac{G}{\frac{{F}_{浮}′}{{ρ}_{水}g}g}$=$\frac{G}{{F}_{浮}′}$ρ_水=$\frac{6.75N}{2.50N}$×1×10³kg/m³=2.7×10³kg/m³．
故答案為：（1）1；（2）無關；（3）2.50；2.7×10³．

點評 本題考查了探究浮力大小的實驗，重點要注意的是浮力的大小也浸沒的深度無關，在分析數(shù)據(jù)時，要注意當物體沉底時，所受的力屬多個力的平衡，要會進行受力分析．