Question

8．小黃探究圓柱體金屬塊豎直放入水中受到浮力F_浮與其底面浸在水中深度h的關(guān)系，實驗裝置如圖1所示，將金屬塊緩慢浸入水中，金屬塊不接觸容器底，記下圓柱體下表面所處的不同深度h和彈簧測力計相應(yīng)的拉力示數(shù)F，實驗數(shù)據(jù)記錄表：

次數(shù)	1	2	3	4	5	6	7	8	9
h/cm	0	2	4	6	8	10	12	14	16
F/N	10.0	9.5	9.0	8.5	8.0	7.5	7.5	7.5	7.5
F浮/N	0	0.5	1.0	1.5	2.0	2.5	2.5	2.5	2.5

（1）該金屬塊的重力是10.0N．
（2）在圖2坐標(biāo)紙中畫出金屬塊的浮力F_浮與深度h的關(guān)系圖象．
（3）根據(jù)圖象，可得出結(jié)論：
①該金屬塊浸沒前，浮力與物體浸入液體中的深度成正比；
②該金屬塊浸沒后，浮力不隨浸入深度增大而變化．
（4）實驗前，圓柱形容器中裝入水的高度D（填寫序號）．
A．必須超過16cm             B．必須超過12cm
C．不能低于10cm             D．可能是8cm

Answer 1

分析 （1）由表格第1次實驗數(shù)據(jù)可得金屬塊的重力；
（2）根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點連線，畫出金屬塊的浮力F_浮與深度h的關(guān)系圖象；
（3）由圖象可直接得出結(jié)論；
（4）由表格數(shù)據(jù)可知金屬塊高度．金屬塊放入水中要能浸沒，由表格數(shù)據(jù)最大浸入深度最大為16cm，根據(jù)體積關(guān)系分析判斷即可．

解答 解：
（1）由表格第1次實驗數(shù)據(jù)可知，金屬塊浸入水中深度為0，所以F=G=10.0N；
（2）根據(jù)表格數(shù)據(jù)描點連線，畫出金屬塊的浮力F_浮與深度h的關(guān)系圖象，如圖所示；

（3）由圖象可得：①該金屬塊浸沒前，浮力與浸入深度成正比；
②該金屬塊浸沒后，浮力不隨浸入深度增大而變化；
（4）由實驗可知，金屬塊放入水中要能浸沒，由表格數(shù)據(jù)最大浸入深度最大為16cm，當(dāng)金屬塊滑入水中深度為10cm時其恰好浸沒．
若金屬塊恰好浸沒在水中16cm時，則有：V_總=S_容×16cm=S_容×h_水+S_金×10cm，
且S_容＞S_金，
由此可得：$\frac{{S}_{金}}{{S}_{容}}$=$\frac{16cm-{h}_{水}}{10cm}$＜1，
解得：h_水＞6cm，故選D．
故答案為：（1）10.0；（2）見上圖；（3）①與物體浸入液體中的深度成正比；②不隨浸入深度增大而變化；（4）D．

點評 本題是探究浮力F_浮與其底面浸在水中深度h關(guān)系的實驗，考查了數(shù)據(jù)分析、作圖象，第4問的關(guān)鍵是知道物體浸沒后總體積等于水和物體體積之和．