题目内容

6.图1是研究弹簧测力计的示数F与物体A下表面离水面的距离L的关系实验装置,其中A是底面积为25cm2的实心均匀圆柱形物体.用弹簧测力计提着物体A,使其缓慢浸入水中(水未溢出),得到F与h的关系图象如图2中实线所示.
(l)若将物体A放在水平桌面上时对桌面的压强为多少;
(2)浸没前,物体A逐渐浸入水的过程中,水对容器底部的压强将变大;(填“变大”“变小”或“不变”)
(3)完全浸没时,A受到水的浮力为2N,密度为1.5×103kg/m3;
(4)换用另一种未知液体重复上述实验并绘制出图2中虚线所示图象,液体的密度?

分析 (1)根据图2,读出A的重力,由p=$\frac{F}{S}$解题;
(2)液体内部的压强与深度有关,密度不变时,深度越大,压强越大,据此分析;
(3)完全浸没时,由图2分析,根据力的平衡知识由F浮=G-F拉求解;
(4)由图可知完全浸没在液体中弹簧测力计的拉力,两者之差就是受到的浮力;根据F浮=ρgV排即可求出该液体密度.

解答 解:(1)由图2可知,物体A的重力G=3N,放在水平桌面对桌面的压力F=G=3N,
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{3N}{25×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1200Pa;
(2)浸没前,物体A逐渐浸入水的过程中,容器中水的深度不断增加,由p=ρgh可得,在密度不变时,深度越大,所产生的压强越大;
(3)当h=0时,弹簧测力计的示数为3N,即物体A的重力G=3N,
完全浸没在水中:F浮=G-F=3N-1N=2N,
完全浸没在水中:
V=V排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10-4m3;
物体A的质量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3N}{10N/kg}$=0.3kg,
物体A的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.3kg}{2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.5×103kg/m3;
(4)由图可知,完全浸没在另一种液体中:F浮=G-F′=3N-1.4N=1.6N,
由F浮=ρgV排可得:
ρ液=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$=$\frac{1.6N}{10N/kg×2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.8×103kg/m3.
答:(1)物体A放在水平桌面上时对桌面的压强为1.2×103Pa;
(2)变大;
(3)2,1.5×103;
(4)液体的密度为0.8×103kg/m3

点评 本题考查了压强公式、称重法求浮力、液体压强公式、阿基米德原理、重力公式、密度公式的应用,从图象中获取有用的信息是关键.

练习册系列答案
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