Question

12．小明為了探究圓柱形物體在水中受到的浮力與物體水中所處深度的關(guān)系，做了如圖1所示的實(shí)驗(yàn)：將一柱在彈簧測(cè)力計(jì)下的金屬圓柱緩慢浸入水中（水足夠深），在圓柱體接觸容器底之前，分別記下圓柱體下表面所處的深度h和彈簧測(cè)力計(jì)相應(yīng)的示數(shù)F，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表：

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7
h（cm）	0	2	4	6	8	10	12
F（N）	6.75	6.25	5.75	5.25	4.75	4.25	4.25

（1）物體的重力為6.75N，第3次實(shí)驗(yàn)，物體受到的浮力是1N．
（2）分析表中前五次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)，可以得出的結(jié)論是：圓柱形物體浸入水（未完全浸沒(méi)）中時(shí)，它浸入的深度越深，其受到的浮力越大（選填“越大”、“越小”或“不變”）
（3）小明根據(jù)表格數(shù)據(jù)，畫(huà)出了圖2所示圖象．圖2中能正確反映浮力F和圓柱體下表面所處的深度h關(guān)系的圖象是②（選填“①”或“②”）．從圖中可以看出金屬圓柱體密度與水的密度的關(guān)系是ρ_金＞2ρ_水（選填“＞”、“=”或“＜”）．

Answer 1

分析 （1）物體重力與測(cè)力計(jì)示數(shù)之差是物體受到的浮力，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)求出物體受到的浮力．
（2）分析表中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論．
（3）圖2中①說(shuō)明力先變小、后不變，②說(shuō)明力先變大、后不變；分析圓柱體從底面接觸水面開(kāi)始，到完全浸沒(méi)水中排開(kāi)水的體積變化，根據(jù)阿基米德原理F_浮=ρ_液V_排g判斷受到的浮力變化，結(jié)合圖乙圖象分析選擇；由圖2可知，當(dāng)圓柱體全部浸入水中后，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)大于受到的浮力，即F_示＞F_浮，而彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F_示=G-F_浮，據(jù)此可以得出圓柱體重G=ρ_金Vg和受到的浮力F_浮=ρ_水V_排g關(guān)系，而圓柱體排開(kāi)水的體積等于圓柱體的體積，進(jìn)而求出金屬圓柱體與水的密度的關(guān)系．

解答 解：（1）物體的重力為6.75N，第3次實(shí)驗(yàn)，物體受到的浮力F_浮=G-F=6.75N-5.75N=1N．
（2）根據(jù)表中前五次實(shí)驗(yàn)的數(shù)據(jù)可知，圓柱形物體浸入水（未完全浸沒(méi)）中時(shí)，它浸入的深度越深，其受到的浮力越大．
（3）當(dāng)圓柱體從開(kāi)始浸入水中到完全浸入水中的過(guò)程中，圓柱體排開(kāi)水的體積在逐漸變大，水的密度不變，由阿基米德原理F_浮=ρ_液V_排g可知浮力是變大的；而當(dāng)圓柱體浸沒(méi)以后，再向水中下沉的時(shí)候，圓柱體排開(kāi)水的體積不再發(fā)生變化，所以浮力是不變的．由此可知在整個(gè)過(guò)程中，圓柱體受到的浮力先變大、后不變，故選②；由圖2可知，當(dāng)圓柱體全部浸入水中后，F(xiàn)_示＞F_浮，由于F_示=G-F_浮，G-F_浮＞F_浮，G＞2F_浮，
G=ρ_金Vg，F(xiàn)_浮=ρ_水V_排g，V_排=V，ρ_金＞2ρ_水．
故答案為：（1）1N；（2）越大；（3）②；＞．

點(diǎn)評(píng) 本題為圖象信息分析題，考查了利用所學(xué)知識(shí)分析圖象得出結(jié)論的能力，理解并用好稱重法測(cè)浮力是本題的關(guān)鍵．