题目内容
【题目】如图甲,在弹簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止.如图乙所示的是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h的变化图象. 试求:(g取10N/kg)
(1)圆柱体受到的最大浮力.
(2)现将圆柱体放在1m2的水平桌面中央,则对水平桌面的压强为多少?
【答案】
(1)解:由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,
此时圆柱体在空气中,圆柱体重力G=F示=12N,
从h=7cm开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,受浮力最大,
F浮=G﹣F示′=12N﹣4N=8N,
答:现将圆柱体放在1m2的水平桌面中央,则对水平桌面的压强为600Pa
(2)解:由F浮=ρ水V排g得圆柱体的体积:
V=V排= = =8×10﹣4m3,
由图象得出圆柱体的高度h=7cm﹣3cm=4cm=0.04m,
圆柱体的底面积:
S= = =0.02m2,
将圆柱体放在1m2的水平桌面中央,对桌面的压力:
F=G=12N,
对桌面的压强:
p= = =600Pa.
答:现将圆柱体放在1m2的水平桌面中央,则对水平桌面的压强为600Pa.
【解析】图象反映的是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h的变化关系:(1)分析图象AB段,物体还未浸入水中,此时弹簧测力计的示数等于物重;分析图象CD段,物体全部浸没水中,知道弹簧测力计的示数,利用称重法求其受到的浮力;(2)利用阿基米德原理求出排开水的体积,即圆柱体的体积;由图象得出圆柱体的高度,利用V=Sh求底面积(受力面积),将圆柱体放在1m2的水平桌面中央,对水平桌面的压力等于圆柱体重力,再利用p= 求对水平桌面的压强.
【考点精析】掌握压强的大小及其计算和浮力大小的计算是解答本题的根本,需要知道压强的计算公式及单位:公式:p =F/s ,p表示压强,F表示压力,S表示受力面积压力的单位是 N,面积的单位是 m2, 压强的单位是 N/m2,叫做帕斯卡,记作Pa .1Pa=1N/m2.(帕斯卡单位很小,一粒平放的西瓜子对水平面的压强大约为20Pa);浮力的公式为:F浮= G排 =ρ液gv排.