Question

如圖，某同學(xué)做實(shí)驗(yàn)研究物體在水中所受浮力是否與深度有關(guān)，他將一塊長(zhǎng)方體金屬塊掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，將金屬塊緩慢浸入水中（水足夠深），記錄金屬塊下表面所處的深度h和相應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F，在金屬塊接觸容器底之前，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如下表，則（ρ_酒精=0.8×10³kg/m³）

h/cm	0	2	4	6	8	10	12	14
F/N	8.15	7.65	7.15	6.65	6.15	6.15	6.15	6.15

（1）由上述實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)可知金屬塊在水中所受浮力與金屬塊在水中的深度

無(wú)關(guān)

（選填“有關(guān)”或“無(wú)關(guān)”）．
（2）該金屬塊重

8.15

N，當(dāng)h是8cm時(shí)，金屬塊受到的浮力是

2

N．
（3）如果將該金屬塊完全浸沒(méi)在酒精液體里，則它受到的浮力是

1.6

N．

Answer 1

分析：（1）如果單獨(dú)研究浮力大小與金屬塊在水中的深度的關(guān)系，應(yīng)保證金屬塊排開(kāi)水的體積相同，即完全浸沒(méi)才行，因此，應(yīng)分析表中h≥8cm時(shí)的數(shù)據(jù)；
（2）金屬塊的重就是h為0時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)，從表中第一列數(shù)據(jù)可以讀出；讀出h是8cm時(shí)拉力F的大小，利用稱重法的表達(dá)式可求出浮力的大小；
（3）根據(jù)金屬塊在水中受到的浮力，可求出金屬塊排開(kāi)水的體積，即金屬塊的體積，再利用公式F_浮=ρgV_排，可求出金屬塊浸沒(méi)在酒精里時(shí)受到的浮力．

解答：解：（1）分析表格中的數(shù)據(jù)可知，當(dāng)h為0到8cm時(shí)，金屬塊排開(kāi)水的體積逐漸增大，因此，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)逐漸減小，而我們要研究金屬塊所受浮力與其浸沒(méi)深度的關(guān)系，應(yīng)選擇在金屬塊完全浸沒(méi)時(shí)，只改變深度的大小，故應(yīng)比較8cm-14cm時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)．從表中可以看出，在這一過(guò)程中，深度增大，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)不變，即浮力不變，故二者是無(wú)關(guān)的；
（2）該金屬塊的重力就是表中h=0時(shí)，測(cè)力計(jì)示數(shù)F的大小，即G=8.15N．
當(dāng)h為8cm時(shí)，F(xiàn)=6.15N，
∴浮力F_浮=G-F_拉=8.15N-6.15N=2N；
（3）金屬塊的體積V=V_排=

F浮

ρ水g

=

2N

103kg/m3×10N/kg

=2×10^-4m³，
金屬塊完全浸沒(méi)在酒精中時(shí)受到的浮力
F_浮′=ρ_酒精gV=0.8×10³kg/m³×10N/kg×2×10^-4m³=1.6N．
故答案為：
（1）無(wú)關(guān)； （2）8.15；2； （3）1.6．

點(diǎn)評(píng)：（1）第一問(wèn)的分析是本題的易錯(cuò)點(diǎn)，要注意必須在保證排水體積相同的情況下，即完全浸沒(méi)時(shí)，才能比較浮力的大小與深度的關(guān)系；
（2）注意找準(zhǔn)相關(guān)的數(shù)據(jù)，利用稱重法的表達(dá)式可順利解決此問(wèn)題；
（3）這一問(wèn)考查了浮力公式的靈活運(yùn)用，必須先求出金屬塊的體積，才能再進(jìn)一步求其浸沒(méi)在酒精中的浮力，兩次都用到了浮力的公式．