题目内容
【题目】如图所示,弹簧测力计用细线拉着一长方体物块A,从水池中竖直向上做匀速直线运动,上升到水面以上一定的高度。物块上升的速度为1cm/s,弹簧测力计示数F随物块上升的时间t变化的图象如右图所示。不计阻力及水面高度的变化,根据图象信息
(1)当15s时,测力计示数F=_____N。
(2)物块A重_____N,高度为_____cm。
(3)当t=0时,A受到的浮力为_____N,此时A底部受到水的压强大小为_____Pa。
(4)物块A的密度为多大?_____
【答案】15 25 20 20 2.5×103 1.25×103 kg/m3
【解析】
(1)由图像知道,当t=15s时,弹簧测力计示数是:F=15N;
(2)由图像知道,在25s后弹簧测力计的示数不变,则说明此时物体开始全部露出水面,所以,弹簧秤的示数即是物块A的重力:GA =25N;由图像知道,在0~5s时,弹簧测力计示数不变,说明此时物块浸没在水中;在5s~25s时,弹簧测力计示数变大,说明物块逐渐露出水面;即5s时物块的上表面刚好达到水面,25s时物块的下表面刚好离开水面,所以,物块向上移动的距离即为物块的高度,即此过程用时是:t=25s-5s=20s,物块的高度是:h=vt=1cm/s×20s=20cm;
(3)当t=0时,物块A浸没水中,由称重法知道,受到的浮力是:F浮=GA -F拉 =25N-5N=20N;0~5s,物块上升的高度:h′=vt′=1cm/s×5s=5cm;所以,当t=0时,A底部所处的深度是:hA =h′+h=5cm+20cm=25cm=0.25m,此时A底部受到水的压强是:p=ρghA =1×103 kg/m3 ×10N/kg×0.25m=2.5×103 Pa;
(4)由G=mg知道,物块的质量是:
由F浮=ρ水V排g知道,物块的体积是: =2×10-3 m3
物块的密度是: =1.25×103 kg/m3。