Question

（2013?遂宁）小聪学习了浮力的有关知识后，想探究浮力的大小是否与物体浸没在液体中的深度有关，于是他

（2013?遂宁）小聪学习了浮力的有关知识后，想探究浮力的大小是否与物体浸没在液体中的深度有关，于是他去物理实验室找来一弹簧测力计和一个实心圆柱体，他用弹簧测力计挂着实心圆柱体，圆柱体的底面刚好与水面接触（未浸入水）如图甲，然后将其逐渐浸入水中，弹簧测力计示数随圆柱体下表面逐渐浸入水中深度的变化情况如图乙，请你帮助他解决下面问题（g取10N/kg）（1）圆柱体受到的最大浮力是______N；（2）圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强是______Pa；（3）圆柱体的密度是______kg/m3（4）由图乙可知，浮力的大小与物体浸没在液体中的深度______（选填：“有关”或“无关”）．

Answer 1

（1）∵当圆柱体全浸入时，弹簧测力计的示数F′=1.6N，
∴圆柱体受到的最大浮力（全浸入时）：
F_浮=G-F′=2N-1.6N=0.4N；
（2）由图知，圆柱体刚浸没时下表面所处的深度：
h=10cm=0.1m，
圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强：
p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.1m=1000Pa；
（3）由图可知，圆柱体重G=2N，
∵G=mg
∴圆柱体的质量：
m=

G

g

=

2N

10N/kg

=0.2kg，
∵圆柱体全浸入时圆柱体受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV，
∴圆柱体的体积：
V=

F浮

ρ水g

=

0.4N

1×103kg/m3×10N/kg

=4×10^-5m³，
∴ρ_物=

m

V

=

0.2kg

6×10?5m3

0.2kg

4×10?5

=5×10³kg/m³．
（4）由图知，物体完全浸没后，弹簧测力计的拉力不变，根据F_浮=G-F′可知物体的重力不变，所以浮力不变，所以浮力的大小与物体浸没在液体中的深度无关．
故答案为：（1）0.4；（2）1000；（3）5×10³；（4）无关．