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】
(1)解:由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F拉=12N
(2)解: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)8×10-4
(4)1.5×103
(5)大
(6)物体浸没到液体中后,浮力大小不变或者说物体浸没到液体中后,物体所受的浮力与物体浸入的深度无关
【解析】解:(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=8×10-4m3,
因为物体是全部浸没,所以V物=V排=8×10-4m3,
(4)由公式G=mg可求出物体的质量,
m===1.2kg,
ρ物=m/V物=1.2kg/8×104m3=1.5×103kg/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.
所以答案是:(1)12;(2)8;(3)8×10-4;(4)1.5×103;(5)大;(6)物体浸没到液体中后,浮力大小不变或者说物体浸没到液体中后,物体所受的浮力与物体浸入的深度无关.
【考点精析】本题主要考查了阿基米德原理和浮力大小的计算的相关知识点,需要掌握阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力.这个规律叫做阿基米德原理,即 F浮= G排 =ρ液gv排;浮力的公式为:F浮= G排 =ρ液gv排才能正确解答此题.