Question

【题目】如图所示，一底面积为4×10-3m2的圆柱体静止在水平桌面上。用弹簧测力计挂着此圆柱体从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降，烧杯中原来水的深度为20cm。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，整个过程所用时间为10s。图15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。（取g=10N/kg） 求：

（1）此圆柱体的重力是多少？

（2）圆柱体未浸入水中时，烧杯底部受到水的压强是多少？

（3）圆柱体浸没在水中时，受到的浮力是多少？

（4）圆柱体的体积是多少？

（5）圆柱体的密度是多少？

（6）圆柱体在整个运动过程中的平均速度是多少？

（7）圆柱体静止在水平地面上时对地面的压强是多少？

Answer 1

【答案】(1)12N(2)2×103Pa(3)4N(4)4×10-4m3(5) 3×103 kg/m3(6)0.026m/s(7)3×103 Pa

【解析】

(1)由图可知,弹簧测力计示数为12N,此时圆柱体在空气中,根据二力平衡条件可知,G=F示=12N；

(2)因圆柱体未浸入水中,因此受到的液体压强P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2Pa，

(3)从h=14cm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，则对圆柱体受力分析可知，F浮=GF示=12N8N=4N；

(4)圆柱体体积V=V排===4×104m3

(5)由公式G=mg可求出物体的质量：m===1.2kg，ρ物===3×103kg/m3

(6)圆柱体在整个运动过程中的平均速度v===0.026m/s.

(7) 由图可知,弹簧测力计示数为12N,G=12N. 圆柱体静止在水平地面对地面的压力为F=G=12N，圆柱体的底面积是4×10-3m2，则圆柱体静止在水平地面上时对地面的压强为：

P=3.