Question

7．将一柱形实心物块挂在弹簧测力计下缓慢浸入水中时，弹簧测力计示数F随物块浸入水中深度h变化的关系图象如图所示，分析图象：任意指出你能得到的两条信息或结论①物体的重力为3N；②物块浸没前，物体排开的液体体积越大，物块所受的浮力越大．该实心物块的密度2.5g/cm³．

Answer 1

分析 （1）物体未浸入水中时h=0，从图乙可读出此时弹簧测力计的示数，可得物体的重力；
在未完全浸入时弹簧测力计的示数逐渐减小，则浮力逐渐增大；
知道物体全浸入水中时弹簧测力计的示数，利用称重法求物体所受的浮力；
物块浸没前，浸入越深，浮力越大，据此可以得到相关信息或结论；
（2）由阿基米德原理求出排开液体的体积，再利用重力、密度的变形公式求出物块的密度．

解答 解：
（1）物体未浸入水中时h=0，从图乙可读出此时弹簧测力计的示数等于物体的重力G=3N．在未完全浸入时弹簧测力计的示数逐渐减小，则浮力逐渐增大；由图知物体全浸入水中时弹簧测力计的示数为1.8N，所以物体所受的浮力F_浮=3N-1.8N=1.2N；物块浸没前，物体排开的液体体积越大，物块所受的浮力越大；
所以可以得到的信息或结论：
①物体的重力为3N，②物体浸没水中所受的浮力为1.2N，③物块浸没前，物体排开的液体体积越大，物块所受的浮力越大；
（2）物体全浸入水中时弹簧测力计的示数为1.8N，所以物体所受的浮力F_浮=3N-1.8N=1.2N；
由阿基米德原理F_浮=ρ_液V_排g得：
V_物=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{1.2N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1.2×10⁴m³，
物体的质量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3N}{10N/kg}$=0.3kg，
ρ_物=$\frac{m}{{V}_{物}}$=$\frac{0.3kg}{1.2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.5×10³kg/m³=2.5g/cm³．
故答案为：
①物体的重力为3N，②物体浸没水中所受的浮力为1.2N；2.5．

点评 本题考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理的掌握和运用，考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力，利用好称重法测浮力是关键．