(2013•沙坪坝区模拟)小王为了探究物体在水中不同深度所受浮力的情况,将一挂在弹簧测力计下的圆柱体金属块缓慢浸入水中(

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  • 解题思路:(1)通过分析表中实验数据可知,物体完全浸没后,随金属块浸入水中深度的增加,弹簧测力计的示数不再改变,据此可得出第8次实验的数据;

    (2)分析表中的实验数据可以看出,第1次实验中F的大小,就是物体的重力,金属圆柱体在水中受到竖直向下的重力G,竖直向上的弹簧测力计的拉力F,竖直向上的浮力F作用,由平衡条件可知,物体受到的浮力等于重力与弹簧测力计示数之差,即F=G-F;

    (3)同时关注h和F的变化趋势,可发现第1-6列数据中,浮力是随着h的增大而增大的,而h的增大表明其排开液体的体积在增大;第6-8列数据中,深度h增大,但浮力不变,表明排开液体体积一定时,浮力不再变化;

    (4)物体在没有完全浸没前,深度越深弹簧测力计的拉力减小,浮力增大,当完全浸没后,深度增加,弹簧测力计的示数、浮力均不再改变.

    (5)已知第7次实验中圆柱体受到的浮力,利用阿基米德原理变形公式可以得到圆柱体排开液体的体积,也就是圆柱体的体积;已知圆柱体的重力,可以得到质量;已知质量和体积,利用公式ρ=

    m/V]得到圆柱体的密度.

    (1)分析数据变化可知,当第6次实验时,物体已完全浸没于水中,因为,再增加深度,其排水的体积也不会改变,弹簧测力计的示数F仍为4.5N,第八次弹簧测力计示数为4.5N;

    (2)物体在空气中时,弹簧测力计的示数,就是它的重力,即第1次实验中的示数F=G=7N;

    第3次实验时,物体受到的浮力为7N-6N=1N,第7次实验时,物体受到的浮力为7N-4.5N=2.5N;

    (3)分析表中第1-6列数据,观察h和F的变化趋势可得,在同种液体里,物体受到浮力的大小随排开液体体积的增大而增大;

    第6、7、8列数据中h增大,但F不再改变,说明物体已完全浸没,因此可得:物体完全浸没在同种液体里,所受浮力的大小与浸没的深度无关.综合分析得:物体受到的浮力随排开液体体积的增大而增大,与物体所在深度无关;

    (4)通过分析数据可知,当深度h增大时,弹簧测力计的示数先减小,后不变,浮力是先变大,后不变,因此B和D分别符合题意的要求.

    (5)圆柱体的体积为V=V=

    F浮

    ρ水g=[2.5N

    1.0×103kg/m3×9.8N/kg≈2.5×10-4m3

    圆柱体的密度为ρ=

    m/V]=[G/Vg]=[7N

    2.5×10−4m3×9.8N/kg≈1.75×103kg/m3

    故答案为:(1)4.5;

    (2)7;1;2.5;

    (3)物体受到的浮力随排开液体体积的增大而增大,与物体所在深度无关;

    (4)B;D;

    (5)1.75×103kg/m3

    点评:

    本题考点: 探究浮力大小的实验.

    考点点评: 在此实验中,关键是通过分析数据,明确弹簧测力计示数、浮力大小与物体排水体积的变化规律,进而做出正确的判断.通过此题我们要学会熟练运用称重法的表达式求出浮力,对表格数据的分析是本题的重点,控制变量法依然是此类实验必须要用到的,此题的易错点在于分析图象时要注意:弹簧测力计的示数F随h的变化和浮力F浮随h的变化是不同的.

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