Question

（2009?花都區一模）在探究“浮力的大小與哪些因素有關”實驗中，小芳的實驗小組準備探究“浮力大小是否與物體浸入液體的深度有關”，她們按如圖1所示的方法，將一掛在彈簧測力計下的圓柱體鐵塊緩緩浸入水中，從鐵塊接觸水面到接觸容器底部之前，分別記下鐵塊下表面所處的深度h和彈簧測力計的示數F，實驗記錄的數據如下表：

實驗次序	1	2	3	4	5	6	7	8
h/cm	0	1	2	3	4	5	6	7
F/N	3.50	3.20	2.90	2.60	2.30	2.00	2.00	2.00
F浮/N	0	0.30	0.60			1.50	1.50	1.50

觀察上述表格中的數據，回答下述問題：

（1）鐵塊的質量為

0.35

kg（g取10N/kg）．
（2）表格中第4、第5次實驗中計算出的浮力分別是

0.90

N和

1.20

N．
（3）依據表中的數據，請你在圖2的坐標系中畫出浮力F_浮與深度h的關系圖象
（4）通過對圖象的分析，你得到的實驗結論是

在圓柱體鐵塊未浸沒入水中之前，所受的浮力與深度成正比；在圓柱體浸沒入水中之后，所受的浮力與深度無關

．

Answer 1

分析：（1）當物體不受浮力時，其F=G，根據m=

G

g

便可求出物體的質量；
（2）根據F_浮=G-F計算出物體所受的浮力大小；
（3）根據表格中數據，將F_浮和h的對應值在坐標軸系上描點，并用平滑的曲線連接起來；
（4）根據圖象分析得出浮力與深度的關系：在圓柱體鐵塊未浸沒入水中之前，所受的浮力與深度成正比；在圓柱體浸沒入水中之后，所受的浮力與深度無關．

解答：解：（1）由表格中數據知，當h=0時，F_浮=0，此時G=F=3.5N；
則m=

G

g

=

3.5N

10N/kg

=0.35kg；
（2）由表格中數據知，第4次受到的浮力為F_浮4=G-F₄=3.50N-2.60N=0.90N；
第3次受到的浮力為F_浮3=G-F₃=3.50N-2.30N=1.20N；
（3）根據表格中數據描點，并用平滑的曲線連接起來，如圖所示：

（4）由圖知，在圓柱體鐵塊未完全浸沒前，是一條過原點的直線，可得在圓柱體鐵塊未浸沒入水中之前，所受的浮力與深度成正比；
在圓柱體完全浸沒后，隨著深度的增加，浮力不變，可知在圓柱體浸沒入水中之后，所受的浮力與深度無關．
故答案為：（1）0.350或0.35；
（2）0.90；1.20；
（3）見上圖；
（4）在圓柱體鐵塊未浸沒入水中之前，所受的浮力與深度成正比；在圓柱體浸沒入水中之后，所受的浮力與深度無關．

點評：此題是探究“浮力的大小與哪些因素有關”實驗，通過實驗得出了浮力大小與物體在液體中的深度的關系，其實其變化最終是由物體浸入液體中的體積決定的，實驗中還考查了描點法圖象的畫法及分析，根據h=0時得出物體的重力也是解決此題的關鍵．