Question

4．小明同學在“探究影響浮力大小的因素”的實驗中，在彈簧測力計下懸掛一圓柱體，當圓柱體下表面與水面相平時開始緩慢下降，直到與燒杯底接觸為止，溢出的水全部流入小桶中，如圖甲所示．
（1）圓柱體浸沒在水中后所受浮力F_浮=5N；
（2）比較b、c兩圖可得：浸在同一種液體中的物體受到浮力的大小跟物體排開液體的體積有關．比較c、d兩圖可得：當圓柱體浸沒在水中繼續(xù)下沉的過程中，受到的浮力不變；
（3）為了驗證阿基米德原理，還需要再完成的實驗步驟是測量空桶的重力、小桶和水的重力，比較對應時刻浮力與圓柱體排開水的重力的大小是否相等；
（4）完成如圖甲所示的實驗后，僅將水換成另一種液體重復上述實驗，根據實驗數據繪制出如圖乙所示的彈簧測力計示數F與物體下降高度h的F-h圖象，物體浸沒在該種液體中受到的浮力F_浮′=4N；實驗表明，浸在液體里的物體受到的浮力大小還跟液體的密度有關；由圖乙還可獲得的信息：圓柱體的高度為6cm（寫出一條即可）

Answer 1

分析 （1）根據圖a得出物體的重力大��；由圖c及a根據F浮=G-F得出所受浮力的大小；
（2）比較b、c兩圖的不同點，得出浮力大小與物體排開液體體積的關系；
（3）根據阿基米德原理原理的內容分析；
（4）根據物體完全浸沒時測力計的示數及其重力求出浮力；浸在液體里的物體受到的浮力大小還跟液體的密度有關，由圖乙還求得圓柱體的高度．

解答 解：（1）由a知，G=6N；
由c知，圓柱體浸沒在水中后所受浮力F_浮=G-F=6N-1N=5N；
（2）（b）、（c）兩圖，液體的密度相同，排開液體的體積不同，測力計的示數不同，可知浸在同一種液體中的物體受到浮力的大小跟物體浸入液體的體積（物體排開液體的體積）有關；
c、d兩圖，圓柱體完全浸沒，下沉過程中，測力計的示數不變，即所受浮力不變；
（3）阿基米德原理的內容是：浸入液體中的物體受到的浮力等于其排開液體的重力；為了驗證阿基米德原理，還需再完成的實驗步驟是測量空桶的重力、小桶和水的重力，從而求出小桶中圓柱體排開水的重力；對比浮力與圓柱體排開水的重力的大小是否相等；
（4）由圖乙知，物體完全浸沒時測力計的示數為2N，則F_浮′=G-F′=6N-2N=4N；
由實驗知，浸在液體里的物體受到的浮力大小還根據液體的密度有關；
由圖乙可知，當物體浸沒的深度為6cm時，彈簧測力計的示數不變，則浮力不變，由此可知，圓柱體的高度為6cm．
故答案為：（1）5；（2）物體排開液體的體積；c、d；（3）空桶的重力、小桶和水的重力；（4）4；液體的密度；圓柱體的高度為6cm．

點評 此題是探究影響浮力大小的因素實驗，考查了學生分析圖象和數據的能力，注意分析問題過程中控制變量法的應用，同時要熟練掌握密度公式及阿基米德原理公式，做到靈活應用．