Question

【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变化的图象．求：

（1）分析图象可知，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__g/dm3；

（5）分析图象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）分析图象CD段，可得结论_____．

Answer 1

【答案】12 8 8×10﹣4 1.5×103 大 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】

物体缓慢下落过程中物体受力平衡，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）在图象AB段，物体还没浸入水中，由二力平衡可知物体的重力；

（2）在图象CD段，物体全部浸没水中，物体受到重力、拉力和浮力，由平衡条件计算浮力大小；

（3）由阿基米德原理计算V排 ，再由V物 =V排计算物体体积 ；

（4）由公式G=mg计算物体质量，再由密度公式计算物体的密度；

（5）BC段为物体慢慢浸入液体，至到浸没的过程，弹簧测力计的读数逐渐变小，由图知浮力的变化规律；

（6）CD段表明物体全部浸没液体中，测力计的读数不变，说明了浮力不再变化。

（1）当圆柱体处于空气中时，圆柱体受到的拉力大小等于重力，由图乙知道，此时h=0时，对应的弹簧测力计示数为12N，由二力平衡条件知道，圆柱体重力是：G=F拉 =12N；

（2）由图乙知道，从h=7cm开始，弹簧测力计示数保持不变，说明此时圆柱体已经浸没在水中，受到的拉力是：F拉=4N，由平衡关系知道，圆柱体受到的浮力是：F浮 =G-F拉=12N-4N=8N；

（3）由阿基米德原理知道，，所以，，故圆柱体的体积是：V物=V排 =8×10-4 m3；

（4）由于圆柱体重力是G=12N，所以，物体的质量是：

由知道，圆柱体的密度是：

（5）图象BC段说明，物体浸没液体之前，随着浸入液体的深度逐渐增加，测力计的读数在减小，即说明物体在慢慢浸入水中，随着V排的逐渐增大，物体受到的浮力也在逐渐增大；

（6）图象CD段说明随着浸入液体的深度逐渐增加，而测力计的读数不变，即说明物体全部浸没水中后，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。