题目内容

如图甲所示,用弹簧测力计吊着一金属圆柱体将其缓慢放入水中(水足够深),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面距水面的深度h和弹簧测力计对应的示数F,图乙是根据记录数据作出的F和h关系的图象.由图象可知(  )
分析:(1)由F-h图象可知,当h=0(圆柱体没有浸入水),弹簧测力计的示数为圆柱体重;当h≥10cm(圆柱体全浸入水),弹簧测力计的示数加上圆柱体受到的水的浮力等于圆柱体重,据此可知圆柱体的高度;
(2)根据称重法求出求出圆柱体受的浮力,利用阿基米德原理求排开水的体积(圆柱体的体积),再根据体积公式求出圆柱体的底面积;
(3)知道了圆柱体的重,根据G=mg求出圆柱体的质量,再利用密度公式求圆柱体的密度;
(4)撤去弹簧测力计,圆柱体对容器底部的压力等于圆柱体受到的重力减去受到的浮力,再根据压强公式求出圆柱体对容器底部的压强.
解答:解:(1)由图知,圆柱体刚浸没时下表面所处的深度:
h=10cm=0.1m,即圆柱体的高度为0.1m,故A错误;
(2)∵当圆柱体全浸入时,弹簧测力计的示数F′=2N,
∴圆柱体受到的最大浮力(全浸入时):
F浮=G-F′=8N-2N=6N,
∵F浮=ρgV排,
∴圆柱体的体积:
V=V排=
F浮
ρ水g
=
6V
1×103kg/m3×10N/kg
=6×10-4m3,
由V=Sh可得,圆柱体的横截面积:
S=
V
h
=
6×10-4m3
0.1m
=6×10-3m2=60cm2,故B正确;
(3)由图可知,圆柱体重G=8N,则圆柱体的质量:
m=
G
g
=
8N
10N/kg
=0.8kg,
圆柱体的密度:
ρ=
m
V
=
0.8kg
6×10-4m3
≈1.3×103kg/m3=1.3g/cm3,故C错误;
(4)撤去弹簧测力计,将圆柱体沉入容器底部,
则圆柱体对容器底部的压力为:
F=G-F浮=8N-6N=2N,
圆柱体对容器底部的压强:
p=
F
S
=
2N
6×10-3m2
≈=333Pa,故D错误.
故选B.
点评:本题考查知识点比较多,密度的计算、重力的计算、浮力的计算及其公式变形,会识图并从中得出相关信息是本题的关键,属于难题.
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