题目内容

14.某实验小组的同学在探究“浮力的大小跟哪些因素有关”的实验中,将圆柱体挂在弹簧测力计下.当圆柱体下表面与水面相平时,圆柱体开始缓慢下降(整个过程水未溢出).根据实验数据,绘制出如图所示的弹簧测力计的示数F与圆柱体下表面浸入水中的深度h的关系图象.则:
(1)圆柱体的重力为6N.
(2)圆柱体浸没在水中时所受浮力为4N.
(3)图象中AB(选填“AB”或“BC”)段表明物体所受浮力的大小随其排开液体的体积的改变而改变.
(4)圆柱体由h1到h2的过程中,所受浮力不变,其下表面所受水的压强变大.(均选填“变大”、“变小”或“不变”).
(5)圆柱体的密度为1.5×103kg/m3.

分析 (1)当物体没有浸入水中时,所受浮力为零,此时拉力等于重力;
(2)根据图象分析出浸没时所受的浮力,由F浮=G-F得出圆柱体浸没在水中所受浮力的大小;
(3)拉力的示数发生变化,说明所受浮力在发生变化;
(4)分析h1到h2过程中拉力的变化,可知浮力的变化,根据深度的变化,可知压强的变化;
(5)由图象分析出物体完全浸没时所受的浮力,由阿基米德原理计算出物体的体积,根据物体的重力和体积得出其密度的大小.

解答 解:
(1)由图象知,当物体没有浸入水中时,拉力为6N,可知G=6N;
(2)BC段拉力不变,可知物体完全浸没,此时F=2N,则完全浸没时的浮力F浮=G-F=6N-2N=4N;
(3)AB段物体浸没在水中的体积不断变化,拉力不断变化,说明浮力发生了变化,可得物体所受浮力的大小随其排开液体的体积的改变而改变;
(4)圆柱体由h1到h2的过程中,拉力不变,所以所受浮力不变;
由于圆柱体在水中的深度变大,所以所受水的压强变大;
(5)由F浮=ρ液gV排得,圆柱体的体积V=V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{4N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=4×10-4m3;
物体的质量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{6N}{10N/kg}$=0.6kg;
则物体的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.6kg}{4×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.5×103kg/m3.
故答案为:(1)6; (2)4; (3)AB;  (4)不变; 变大   (5)1.5×103.

点评 此题是探究影响浮力大小的因素实验,考查了学生分析图象和数据的能力,注意分析问题过程中控制变量法的应用,同时要熟练掌握密度公式及阿基米德原理公式,做到灵活应用.

练习册系列答案
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物理
量
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