Question

9．一弹簧测力计下挂一圆柱体，将圆柱体从盛水的烧杯上方离水面某一高度处缓慢匀速下降，然后将圆柱体逐渐浸入水中．如图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降的高度h变化关系的图象．（g取10N/kg）下列说法错误的是（　　）

• A． 圆柱体受到的最大浮力是4N
• B． 圆柱体受到的重力是l2N
• C． 当圆柱体刚好全部浸没时，下表面受到水的压强为1400Pa
• D． 圆柱体匀速下降的过程中受到平衡力的作用

Answer 1

分析 静止或匀速直线运动状态下物体受力平衡；
由图可知AB段圆柱体未浸入液体，测力计的示数即为圆柱体的重力，所以从图中可读出圆柱体的重力大小；
BC段物体逐渐浸入水中，浮力逐渐增大，弹簧测力计拉力逐渐减小．下降高度6cm时，下表面接触水面，下降14cm时，圆柱体刚好浸没水中，这时水面上升，圆柱体下表面距水面距离是9cm，由p=ρgh可计算，下表面受到水的压强；
CD段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变，受到的浮力不再改变，为最大值，由示重法可计算出浸没时的浮力大小．

解答 解：
B、由图可知AB段圆柱体未浸入液体，测力计的示数即为圆柱体的重力，即G=F_A=12N，故B正确；
C、由图物体由B点到C点表示下表面接触水面到恰好浸没，所以物体高度h=h_BC=14cm-6cm=8cm，下表面受到水的压强p=ρgh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.08m=800Pa，故C错误；
A、由图象CD段可知物体完全浸没后排开水的体积不再改变，受到的浮力不再改变，为最大值．F浮=G-F_C=12N-8N=4N，故A正确；
D、物体匀速下降平衡状态，所以受到平衡力作用，故D正确．
故选C．

点评 本题用到的知识点有重力、质量、密度、二力平衡、受力分析、阿基米德原理、压强的计算等，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．