Question

一課外小組的同學通過實驗探究浸沒在液體中的物體受到的浮力大小跟浸沒在液面下的深度是否有關．如圖所示，他們將一高6cm的金屬圓柱體掛在彈簧測力計下，緩慢浸入水中（水足夠多），在圓柱體接觸容器底之前，記下圓柱體下表面所處不同深度h和彈簧測力計相應的拉力F，實驗數據如下表：

序號	1	2	3	4	5	6	7
深度h（cm）		2	4	6	8	10	12
拉力F（N）	8.1	7.1	6.1	5.1	5.1	5.1	5.1

（1）根據實驗序號4、5、6、7的數據可以說明浸沒在水中的物體受到的浮力大小跟物體浸沒在水面下的深度______（選填“有關”或“無關”）．
（2）金屬圓柱體的重力是______N．它浸沒在水中時的受到的浮力是______N．
（3）根據以上數據還可以求得這個金屬圓柱體的密度是______kg/m³．

Answer 1

【答案】分析：（1）金屬圓柱體的高為6cm，因此，當h≥6cm時，說明它是完全浸沒的，觀察深度變化是否對拉力F造成影響，即可判斷浮力大小跟浸沒深度的關系；
（2）實驗序號1中，物體還未浸入水中，此時的拉力就是金屬圓柱體的重力，而其浸沒時的浮力可根據稱重法求出，當然，拉力必須是選擇h≥6cm時的數值；
（3）根據重力可求出金屬圓柱體的質量，再根據浮力可求出金屬圓柱體的體積，再利用密度的公式求出其密度．
解答：解：（1）實驗序號4、5、6、7的數據都是金屬圓柱體完全浸沒時的數據，根據深度增加，F不變可以看出，浮力的大小與物體浸沒在水面下的深度無關；
（2）序號1中拉力的大小就是金屬圓柱體的重力，為8.1N；它浸沒時受到的浮力F_浮=8.1N-5.1N=3N；
（3）金屬圓柱體的質量m===0.81kg．金屬圓柱體的體積V===3×10^-4m³．金屬圓柱體的密度ρ===2.7×10³kg/m³．
故答案為：（1）無關；（2）8.1，3；（3）2.7×10³．
點評：在分析實驗數據時一定要結合金屬圓柱體的高度，明確何時部分浸入，何時完全浸沒，再結合數據的變化得出結論．對稱重法的計算、重力公式、浮力公式、密度公式的運用也是本題考查的基本知識點．