Question

小陶幫爺爺澆菜園，他從井中提水時發(fā)現(xiàn)盛滿水的桶露出水面越多，提桶的力就越大．由此他猜想：浮力大小可能與物體浸入液體的深度有關．于是他和小明用圓柱體、彈簧測力計、水和刻度尺等器材進行探究，如圖所示，并記錄了圓柱體下表面浸入水中深度h時彈簧測力計的示數(shù)（如表所示）．

實驗序號	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10
h/m		0.02	0.04	0.06	0.08	0.10	0.12	0.14	0.16	0.18
F/N	9.5	8.5	7.5	6.5	5.5	4.5	3.5	3.1	3.1	3.1

（1）當h=0.02m時，圓柱體受到的浮力是    牛．
（2）小陶分析實驗序號1至7，得出初步結論是“浮力的大小與物體浸入液體深度成正比”．小明認為小陶得出的結論不夠完整，理由是    ．小明還認為實驗過程不夠完善，理由是    ．
（3）陶選用的圓柱體高度范圍是   
A“13厘米＞h＞12厘米”B“14厘米＞h＞13厘米”．

Answer 1

【答案】分析：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，當h=0時，彈簧測力計的示數(shù)為9.5N，即圓柱體重力為9.5N；當h=0.02m時，彈簧測力計的示數(shù)為8.5N，則F_浮=G-F_示；
（2）從表中可以看出，當圓柱體下表面所處深處達0.14m時，深度增加，浮力不再改變，此時圓柱體已開始完全浸沒．要分析的則是在其完全浸沒前彈簧測力計的拉力F與浸入水中深度的關系；求出h=0.02m、0.04m、0.06m、0.08m、0.10m、0.12m圓柱體受到的浮力，分析出浸沒前所受浮力與浸入水中深度的關系，進而根據(jù)F_浮=G-F_示得出浸沒前彈簧測力計的拉力F與浸入水中深度的關系．
（3）根據(jù)浸沒前彈簧測力計的拉力F與浸入水中深度的關系分析判斷．
解答：解：（1）由表中數(shù)據(jù)可知，圓柱體重力G=9.5N；當h=0.02m時，彈簧測力計的示數(shù)為8.5N，
此時F_浮=G-F_示=9.5N-8.5N=1N；
（2）當圓柱體浸沒液體前，物體受到浮力的大小與浸入的深度成正比，當圓柱體下表面所處深處達0.14m時，深度增加，浮力不再改變；所以小陶得出的結論不夠完整，理由是當物體浸沒液體前，物體受到浮力的大小與浸入的深度成正比，當物體浸沒后，物體受到的浮力大小與深度無關．
實驗過程因只使用了水實驗的，所以不夠完善理由是實驗中選用的液體種類少，不易得出此結論應選用不同種類的液體進行實驗．
（3）圓柱體浸入深度達0.014m后，其浮力不再改變，可見圓柱體的高度小于或等于0.14m，
∵F_浮=G-F_示，
∴當h=0.02m、0.04m、0.06m、0.08m、0.10m、0.12m、0.14m時圓柱體受到的浮力為F_浮=1N、2N、3N、4N、5N、6N、6.4N，
因此，對前面的有效數(shù)據(jù)進行分析可得：圓柱體浸入的深度在0.12m前，每增加0.02m時，浮力增加1N，
但是，圓柱體浸入的深度由0.12m到0.14m時，深度增加0.02m，浮力增加0.4N，說明圓柱體在深度為0.12m時沒有浸沒，所以圓柱體的高度大于0.12m；
在深度為0.14m之前已經浸沒，所以根據(jù)再浮力增加0.4N時，深度增加不到0.01m，圓柱體就浸沒，所以圓柱體的高度小于0.12m+0.01m=0.13m，故選用的圓柱體高度范圍是13cm＞h＞12cm，即選A．
故答案為：（1）1．（2）當物體浸沒液體前，物體受到浮力的大小與浸入的深度成正比，當物體浸沒后，物體受到的浮力大小與深度無關． 實驗中選用的液體種類少，不易得出此結論應選用不同種類的液體進行實驗． （3）A．
點評：本題中第二問是難點，直接找浸沒前彈簧測力計的拉力與浸入水中深度的關系有難度，利用F_浮=G-F_示求浮力，要先找出浮力大小與圓柱體浸入水中深度的變化規(guī)律，再確定浸沒前彈簧測力計的拉力與浸入水中深度的關系．