Question

1.如图甲所示，弹簧测力计下面挂一实心圆柱体，将圆柱体从盛有水的容　器上方离水面某一高度处缓缓下降（其底面始终与水面平行），使其逐渐浸没入水中某一　　深度处.如图乙是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的数据图像.已知ρ_水=1.0×10³ kg/m³，g取10 N/kg.求：

　（1）圆柱体的重力.

　（2）圆柱体浸没时受到的浮力.

（3）圆柱体的密度.

　（4）圆柱体在刚浸没时下表面受到的水的压强.

Answer 1

（1）由图像可知，当h=0时，弹簧测力计示数为12 N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知，G=F_拉=12 N；

（2）图像中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况，此时圆柱体受到的拉力F=4 N，

则圆柱体受到的浮力F_浮=G-F=12 N-4 N=8 N.

（3）圆柱体完全浸入水中时根据F_浮=ρ_水gV_排得：

V_物=V_排===8×10^-4 m³，

由公式G=mg可求出物体的质量

m===1.2 kg，新$课$标$第$一$网

则圆柱体密度

ρ_物===1.5×10³ kg/m³.

（4）由图像可知，不考虑水面上升，圆柱体在刚浸没时，物体又下降4 cm，则下表面所处的深度为h=4 cm=0.04 m，

因此刚浸没时下表面受到的液体压强p=ρ_水gh=1.0×10³ kg/m³×10 N/kg×0.04 m=400 Pa.