Question

（2014?泉州模拟）如图甲所示为探究“浮力大小与物体浸入水中深度的关系”的实验装置．先在弹簧测力计的

（2014?泉州模拟）如图甲所示为探究“浮力大小与物体浸入水中深度的关系”的实验装置．先在弹簧测力计的下端挂一个金属圆柱体，测出金属圆柱体的重力，然后让圆柱体缓慢地浸入水中，记录从圆柱体底面刚接触水面开始，到完全浸没水中（未接触容器底部），不同深度h时弹簧测力计的示数，得到弹簧测力计示数F示和圆柱体受的浮力F浮随h变化的图象如图乙所示．（1）其中圆柱体受的浮力F浮随h变化的图象是图乙中的______（选填“①”或“②”）；（2）从图乙中可以得出：浸在液体中的物体受到浮力大小与物体排开液体体积______，浸没在液体中的物体受到浮力大小与浸没的深度______．（均选填“有关”或“无关”）（3）从图乙可求得金属圆柱的质量为______ kg，体积为______ m3，密度为______ kg/m3．

Answer 1

（1）当圆柱体从开始浸入水中到完全浸入水中的过程中，圆柱体排开水的体积在逐渐变大，水的密度不变，由阿基米德原理F_浮=ρ_液V_排g可知浮力是变大的；而当圆柱体浸没以后，再向水中下沉的时候，圆柱体排开水的体积不再发生变化，所以浮力是不变的．由此可知在整个过程中，圆柱体受到的浮力先变大、后不变，故选②；
（2）由（1）及图象分析知，圆柱体排开水的体积在逐渐变大，测力计示数变小，浮力变大，可知浮力大小与物体排开液体体积有关；
当圆柱体全部浸入水中后，深度变化，测力计的示数不变，可知浸没在液体中的物体受到浮力大小与浸没的深度无关；
（3）由图乙可知，圆柱体的重力为2.7N，圆柱体的质量m_金=

G金

g

=

2.7N

10N/kg

=0.27kg；
当圆柱体全部浸入水中后，圆柱体受到的浮力为1N；
∵F_浮=ρ_水V_排g
∴金属圆柱体的体积：V=V_排=

F浮

ρ水g

=

1N

1.0×103kg/m3×10N/kg

=10^-4m³；
ρ_金=

m金

V

=

0.27kg

10-4m3

=2.7×10³kg/m³．
故答案为：（1）②；（2）有关；无关；（3）0.27；10^-4；2.7×10³．