Question

（6分）如图所示，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。右图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＝1.0×103kg/m3，g=10N/kg。

⑴圆柱体的质量

⑵圆柱体浸没在水中时所受浮力

⑶圆柱体的体积

⑷圆柱体的密度

 

Answer 1

⑴2.5kg ⑵20N ⑶2×10-3m3 ⑷1.25×103kg/m3

【解析】

试题分析：

⑴由上图可知，实心圆柱体未浸入水中时的拉力为25N，则由二力平衡条件可知，实心圆柱的重力为25N，圆柱体的质量为m=G/g=25N/10N/kg=2.5kg；

⑵由上图可知，实心圆柱体未浸没在水中时受到的拉力为5N，

则圆柱体浸没在水中时所受浮力F浮＝G－F=25N-5N=20N；

⑶圆柱体的体积V=V排 =F浮/ρ液g=20N/1.0×103kg/m3×10N/kg=2×10-3m3 ；

⑷圆柱体的密度ρ=m/V=2.5kg/2×10-3m3=1.25×103kg/m3.

考点：阿基米德原理；浮力的测量；密度；重力与质量的关系