题目内容
【题目】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,如图所示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变化的图像。求:
(1)分析图像可知,圆柱体重力是___________N;
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是_______N;
(3)圆柱体的体积是_____________m3;
(4)圆柱体的密度是_____________kg/m3;
(5)分析图像BC段,可得结论:物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越_______(选填“大”或“小”);
(6)分析图像CD段,可得结论:_______________________________________________。
【答案】 略 略 略 略 略 略
【解析】(1)由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉 =12N;
(2)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,对圆柱体受力分析可知,F浮 =G-F拉 =12N-4N=8N.
(3)由阿基米德原理F浮 =ρ液 V排 g得:
V排 =F浮/ρ水g=8N/1.0×103kg/m3×10N/kg=8×10-4 m3 ,
因为物体是全部浸没,所以V物 =V排 =8×10-4 m3 ,
(4)由公式G=mg可求出物体的质量,m=G/g=12N/10N/kg=1.2kg,
ρ物 =m/V物 =1.2kg/8×104m3=1.5×103 kg/m3 ,
(5)分析图象BC段,物体在液体中的深度逐渐增加,测力计读数在减小,说明物体在慢慢浸入水中,V排 在逐渐增大,物体受到的浮力也在逐渐增大;
(6)分析图象CD段,深度在增加,而测力计的读数不变,说明物体全部浸没水中,V排 不变,浮力不变。