Question

17．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(yīng)的示數(shù)F，并將實驗數(shù)據(jù)記錄在如表中．
（1）如圖是第2次實驗的情景，請在圖中畫出金屬塊受力的示意圖．
（2）分析表中的實驗數(shù)據(jù)，可知金屬圓柱體的底面積為31.25cm²．
（3）第6次實驗中，金屬塊所受浮力大小為2.50N，容器對金屬塊的支持力大小為2.25N．

實驗次數(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

Answer 1

分析 （1）根據(jù)第1次實驗可得出物體的重力，結(jié)合第2次實驗，運用稱重法可得出物體所受的浮力，再用力的示意圖畫出這個力即可．
（2）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，再求出物體的面積；
（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，進一步分析容器底的支持力．

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；
浮力作用在物體的重力，方向豎直向上，如圖所示：

（2）浸入水中的物體受到的浮力為：F_浮=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=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2.50N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2.5×10^-4m³=250cm³；
物體的底面積為：S=$\frac{V}{h}$=$\frac{250c{m}^{3}}{8cm}$=31.25cm²；
（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，
此時金屬塊沉在了水底，容器底對金屬塊的支持力大小為F_支=G-F_浮′-F_拉′=6.75N-2.50N-2N=2.25N．
故答案為：（1）示意圖如上圖所示；（2）31.25；（3）2.50； 2.25．

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(guān)，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．