Question

小吴利用如图甲所示的器材“探究浮力的大小跟物体浸人液体的深度是否有关”。

(1)如图丙所示，小吴用弹簧测力计测出物块重____N，并把它慢慢放入烧杯内的水中。

(2)根据测力计的示数，小吴绘制了弹簧测力计对物块的拉力和物块所受浮力随浸入水的深度变化的图像（如图乙所示）。小吴分析图像可知：

①____（选填“a”或“b”）是描物块所受浮力随浸入水的深度变化的图像。

②图丙中测力计示数是____（选填“F₁”“F₂”或“F₃”）的大小。

③F₁、F₂ 或 F₃ 这三个力之间的关系是：___。

(3)水的密度用ρ_水表示，利用所测物理量的符号，得到实心圆柱物块的密度表达式：ρ_物=__________。

(4)如果将水换成盐水，那么 F₂的值____（填“变大”、“变小”、或“不变”）

Answer

2 b F1 F1=F2+ F3 变大

【解析】

(1)[1]测力计量程为5N，分成了10小格，每小格为0.5N，指针与0刻度线相距4小格，故测力计示数为2N。

(2)①[2]物体浸入水中后，随着浸入深度的增加，排开水的体积也增加，受到的浮力越来越大，所以，浮力随着深度的增加而增大；物体完全浸没后，浮力不变。测力计的示数等于物体重力与浮力的差，会随着深度的增加而减小；当物体浸没后，浮力不再变化，测力计示数也不会再变化。

a表示力的大小随物体浸入的深度的增加而减小继而不变，表示的是测力计的示数变化情况。b表示力的大小随物体浸入深度的增加而增大继而不变，表示的是浮力的变化情况。

②[3]丙中测力计测出的是物体的重力。从乙中图像看，物体未浸入水中时，受到的浮力为0，测力计示数等于物体的重力。即物体重为F1。

③[4] F1等于物体重力，F2为物体浸没时受到的浮力， F3为物体浸没时测力计的示数。因此，三者的关系为：F1=F2+ F3。

(3)[5] F1等于物体重力；F2为物体浸没时受到的浮力，有

整理得

(4)[6]根据阿基米德原理可以知道，当排开液体的体积不变时，液体的密度增大，物体受到的浮力也会增大。