Question

在“浮力”这一节课上，老师要求同学们完成下面几个探究：
（1）在水桶中装半桶水．用手把空的饮料罐按入水中越深，观察发现水面升得越高，说明饮料罐排开水的重力越大；同时感受到手对罐向下的压力也越大，这说明罐受到向上的浮力______（选填“变大”、“变小”或“不变”）．于是同学们猜想：浮力大小可能跟______有关．
（2）在弹簧测力计下面挂一石块，测得石块重力为G，把石块浸入水中静止时弹簧测力计示数减小为F，通过分析石块在水中静止时的受力情况，在下图方框内画出石块的受力示意图，则石块所受浮力的表达式：F_浮=______．（用题目所给的字母表示）
（3）某同学在实验中通过数据分析，得到了测力计示数F和物体下表面在水中的深度h关系的图象，应该是______．（物体未接触容器底）

Answer

（1）对饮料瓶进行受力分析，然后判断浮力如何变化，根据题意判断浮力如果变化．
（2）对石块进行受力分析，然后作出石块的受力示意图；由平衡条件求出石块受到的浮力表达式．
（3）石块浸入水的过程中受到的浮力增大，弹簧测力计的拉力变小，当石块浸没在水中后，浮力不变，
拉力不变，分析各选项所示图象，找出符合拉力变化关系的图象．
【解析】
（1）空饮料罐的重力很小，可以忽略不计，饮料罐在水中受到向上的浮力F浮，向下的手的压力F作用，饮料罐处于平衡状态，由平衡条件得F浮=F；手对饮料罐的压力F与饮料罐对手的支持力F′大小相等，由题意知，手受到的力F′越来越大，因此饮料罐受到的压力F越来越大、饮料罐受到的浮力变大；由题意知，饮料罐排开水的重力变大，浮力变大，由此可猜想：浮力大小可能跟物体排开水的重力有关．
（2）石块在水中受：竖直向下的重力G，竖直向上的浮力F浮、竖直向上的拉力F作用，石块处于平衡状态，由平衡条件得：G=F浮+F，则浮力F浮=G-F；从力的作用点，沿力的方向，作有向线段，即可作出石块受力的示意图，石块受力示意图如图所示．
（3）随物体不断浸入水中，物体下表面在水中的深度h逐渐增大，物体排开水的重力增大，物体受到的浮力增大，弹簧测力计的拉力F=G-F浮变小，当物体浸没在水中后，h再增大，物体排开水的体积不变，物体受到的浮力不变，弹簧测力计的拉力不变；分析图示四个图象可知，D符合拉力与h的关系，故D正确．
故答案为：（1）变大；物体排开水的重力；（2）石块受力示意图如图所示；G-F；（3）D．