Question

1．如图甲所示，一个规则物体挂在弹簧测力计下，浸没在水中，现将该物体从水中竖直向上拉，直至完全拉出水面，在整个拉动过程中物体始终保持匀速运动，拉力的大小随高度变化的关系如图乙所示．求：
（1）物体的重力；
（2）物体浸没时受到的浮力；
（3）物体的体积；
（4）物体的密度．

Answer 1

分析 （1）根据图乙，利用力的平衡得出物体的重力；
（2）根据图乙，利用称重法计算物体浸没时受到的浮力；
（3）物体浸没，则排开水的体积等于其自身体积，根据F_浮=ρ_水gV_排可求；
（4）利用G=mg求出物体的质量，然后利用ρ=$\frac{m}{V}$可求物体的密度．

解答 解：（1）由乙图可知，物体在h=4cm时拉力F不再变化，说明此时物体完全露出水面，
此时拉力F与物体重力G是一对平衡力，大小相等，即G=F=0.35N；
（2）由图乙可知，物体在被提高0-2cm时，弹簧测力计的示数为0.25N不变，此时物体全部浸没在水中，
则受到的浮力：F_浮=G-F=0.35 N-0.25N=0.1N；
（3）由于物体浸没，根据F_浮=ρ_水gV_排可得，物体的体积：
V_物=V_排=$\frac{0.1N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-5m³；
（4）因为G=mg，ρ=$\frac{m}{V}$，
所以，物体的密度ρ_物=$\frac{G}{{V}_{物}g}$=$\frac{0.35N}{1×1{0}^{-5}{m}^{3}×10N/kg}$=3.5×10³kg/m³．
答：（1）物体的重力为0.35N；
（2）物体浸没时受到的浮力为0.1N；
（3）物体的体积为1×10^-5m³；
（4）物体的密度为3.5×10³kg/m³．

点评 此题考查浮力的计算、密度公式的应用、阿基米德原理、物体浮沉条件及其应用，是一道综合性较强的题目，关键是看懂图象，能从图象中获取相关信息进行计算．