Question

11．一弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢下降，然后将圆柱体逐渐浸入水中．图14是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图象．圆柱体受到重力是12N，最大浮力是8N，当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为400pa．（g取10N/kg）

Answer 1

分析 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）下降高度3cm时，下表面接触水面，下降7cm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．

解答 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，圆柱体的重力：G=F_拉=12N；
（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，
则圆柱体受到的浮力：F_浮=G-F=12N-4N=8N；
（3）由图知，圆柱体下降高度3cm时，下表面接触水面，下降7cm时，圆柱体刚好浸没水中，则此时圆柱体下表面所处的深度：h=7cm-3cm=4cm=0.04m，
所以下表面受到水的压强：p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.04m=400Pa．
故答案为：12；8；400．

点评 此题考查阿基米德原理、压强的计算等，重点考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力，读懂图象是解答此题关键．