Question

20．如图甲所示，某同学用已调好的弹簧测力计，测量粗细均匀的圆柱体在水中受到的浮力与哪些因素有关．实验过程时，记下测力计移动的高度h和对应的读数F，并描出F-h图象如图乙所示．
（1）圆柱体受到的浮力为多少N？．
（2）当圆柱体在水中完全被淹没时，弹簧测力计对它所做的功为多少J？

Answer 1

分析 （1）分析图象，由二力平衡的条件可知，离开水面时时弹簧测力计对圆柱体的拉力等于物重；得出圆柱体离开底部淹没时测力计的示数即可利用称重法求出浮力；
（2）分析图象可知圆柱体在水中完全被淹没时圆柱体升高的高度，利用W=Fh即可求出测力计对它所做的功．

解答 解：
（1）由图可知圆柱体离开水面时时弹簧测力计对圆柱体的拉力为20N，则由二力平衡的条件可知，G=20N；
圆柱体离开底部淹没时测力计的示数为F=12N；
则浮力F_浮=G-F_示=20N-12N=8N；
（2）由图象可知，当h=5cm时，圆柱体被提起，当h=10cm时，圆柱体开始露出水面；
则当圆柱体在水中完全被淹没时，圆柱体上升的高度为△h=10cm-5cm=5cm=0.05m，
测力计对它所做的功W=F△h=12N×0.05m=0.6J．
答：（1）圆柱体受到的浮力为8N．
（2）当圆柱体在水中完全被淹没时，弹簧测力计对它所做的功为0.6J．

点评 本题是考查物体的浮力、功的计算等，关键是考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力，难度较大．