物理
实验中学物理课外实验小组，为了探究物体浸在水中不同深度所受浮力的变化情况，进行了如下的实验：将一挂在弹簧测力计下的圆柱型金属体（高度为10cm）缓慢浸入水中（水足够深），从圆柱体接触水面至接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计的示数F．实验数据如下表． 实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8 h/cm 0 2 4 6 8 10 12 14 F/N 4.75 4.25 3.75 3.25 2.75 2.25 2.

2019-06-21

实验中学物理课外实验小组，为了探究物体浸在水中不同深度所受浮力的变化情况，进行了如下的实验：将一挂在弹簧测力计下的圆柱型金属体（高度为10cm）缓慢浸入水中（水足够深），从圆柱体接触水面至接触容器底之前，分别记下圆柱体下表面所处的深度h和弹簧测力计的示数F．实验数据如下表．
实验次序 1 2 3 4 5 6 7 8
h/cm 0 2 4 6 8 10 12 14
F/N 4.75 4.25 3.75 3.25 2.75 2.25 2.25 2.25
F浮/N 0 0.50 1.00 1.50
（1）请将第4次实验计算出的浮力填入表格；
（2）依据表中数据，在右边的坐标系中画出浮力F浮与深度h关系的图象；
（3）通过对图象的分析，你得到的结论是：______．
（4）物体的体积是多少？（g取10N/kg）
优质解答
（1）在竖直方向上，金属体受竖直向上的浮力F浮，弹簧秤竖直向上的拉力F，竖直向下的重力G，
物体处于平衡状态，则这三个力的合力为零，即F浮+F-G=0，由F浮=G-F可求出5，6，7，8次的浮力，
大小分别为2.00N    2.50N   2.50N   2.50N．
（2）先根据实验数据，在坐标纸上描点，再连线作图．图象如图所示．

（3）圆柱型金属体的体积V，等于圆柱型金属体的底面积S，与高度h的成绩，即V=Sh，由图象可看出，
圆柱型金属体所受的浮力F浮与圆柱型金属体浸入水中的深度h成正比，也与浸入水中的体积V成正比，
由图象得出的结论是：圆柱型金属体所受的浮力与圆柱型金属体所排开水的体积成正比．
（4）由题意知，金属体完全浸入水中时所受浮力F浮=2.50N，
金属体所受浮力等于它所排开的水所受的重力，即G水=2.50N，G水=m水g，m水=
G水
g
=
2.50N
10N/Kg
=0.25Kg，
所排开水的体积V水=
m水
ρ水
=
0.25Kg
1000Kg/m3
=2.5×10-4m3．
金属体的体积等于它所排开水的体积V金属=V水=2.5×10-4m3．
答：物体的体积是2.5×10-4m3． （1）在竖直方向上，金属体受竖直向上的浮力F浮，弹簧秤竖直向上的拉力F，竖直向下的重力G，
物体处于平衡状态，则这三个力的合力为零，即F浮+F-G=0，由F浮=G-F可求出5，6，7，8次的浮力，
大小分别为2.00N    2.50N   2.50N   2.50N．
（2）先根据实验数据，在坐标纸上描点，再连线作图．图象如图所示．

（3）圆柱型金属体的体积V，等于圆柱型金属体的底面积S，与高度h的成绩，即V=Sh，由图象可看出，
圆柱型金属体所受的浮力F浮与圆柱型金属体浸入水中的深度h成正比，也与浸入水中的体积V成正比，
由图象得出的结论是：圆柱型金属体所受的浮力与圆柱型金属体所排开水的体积成正比．
（4）由题意知，金属体完全浸入水中时所受浮力F浮=2.50N，
金属体所受浮力等于它所排开的水所受的重力，即G水=2.50N，G水=m水g，m水=
G水
g
=
2.50N
10N/Kg
=0.25Kg，
所排开水的体积V水=
m水
ρ水
=
0.25Kg
1000Kg/m3
=2.5×10-4m3．
金属体的体积等于它所排开水的体积V金属=V水=2.5×10-4m3．
答：物体的体积是2.5×10-4m3．
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