题目内容

【题目】如图甲为盛水的烧杯,上方有弹簧测力计悬挂的圆柱体,将圆柱体缓慢下降,直至将圆柱体全部浸入水中,整个过程中弹簧测力计示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象如图乙所示,g取10N/kg,下列说法正确的是(
A.圆柱体受到的重力是6N
B.圆柱体受到的最大浮力是3N
C.圆柱体的密度是1.5×103kg/m3
D.当圆柱体刚好全部浸没时,下表面受到水的压强为800pa

【答案】C
【解析】解:A、由图象可知,当h=0时,弹簧测力计示数为9N,此时圆柱体处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F=9N,故A错误; B、由图象CD段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,则圆柱体受到的浮力F=G﹣F=9N﹣3N=6N,故B错误;
C、图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况,此时圆柱体受到的拉力F=3N,
则圆柱体受到的浮力F=G﹣F=9N﹣3N=6N.
圆柱体受到的浮力:FgV , 物体的体积:
V=V= = =6×10﹣4m3
由公式G=mg可求出物体的质量m= = =0.9kg,
则圆柱体密度ρ= = =1.5×103kg/m3 , 故C正确.
D、下表面受到水的压强p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa,故D错误;
故选C.
为了便于分析,给线段标上A、B、C、D四个点,如下图,根据图象分析如下:
;(1)由图可知AB段圆柱体未浸入液体,测力计的示数即为圆柱体的重力,所以从图中可读出圆柱体的重力大小.(2)由图象CD段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变,受到的浮力不再改变,为最大值.(3)由题意可知图中CD段是圆柱体完全浸入水后的情况,由图可知圆柱体完全浸入水后测力计对圆柱体的拉力为3N,再利用力的平衡条件求出圆柱体受到的浮力,利用阿基米德原理求得圆柱体的体积,利用密度公式求得圆柱体的密度(4)下降高度4cm时,下表面接触水面,下降8cm时,圆柱体刚好浸没水中,这时水面上升,圆柱体下表面距水面距离是4cm,由p=ρgh可计算,下表面受到水的压强.

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