Question

【題目】在彈簧測力計下掛一圓柱體，從盛水的燒杯上方某一高度緩慢下降，圓柱體浸沒后繼續下降，直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止，如圖所示是圓柱體下降過程中彈簧測力計讀數F隨圓柱體下降高度h變化的圖像。（g取10N/Kg）求：

（1）分析圖像可知，圓柱體重力是________N；

（2）圓柱體浸沒在水中時，受到的浮力是______N；

（3）圓柱體的體積是_________m3；

（4）圓柱體的密度是_________kg/m3；

（5）分析圖像BC段，可得結論：物體浸沒液體之前，浸入液體的深度越深，受到的浮力

越________（選填“大”或“小”）；

（6）分析圖像CD段，可得結論：_________________________。

Answer 1

【答案】12 8 8×10－4 1.5×103 大 結論：浮力大小跟物體的浸沒深度無關

【解析】

（1）由圖象可知，當h=0時，彈簧測力計示數為12N，此時圓柱體處于空氣中，根據二力平衡條件可知，G=12N；

（2）從h=7cm開始，彈簧測力計示數F′不變，說明此時圓柱體已經浸沒在水中，則圓柱體浸沒在水中時，受到的浮力：F浮=G-F拉=12N-4N=8N；

（3）因物體浸沒時排開水的體積和自身的體積相等，所以，由F浮=ρ液V排g得，圓柱體的體積：V=V排=F浮/ρ水g=8N/1.0×103kg/m3×10N/kg=8×10-4 m3 ；

（4）由G=mg可得，物體的質量：m=G/g=12N/10N/kg=1.2kg，

則圓柱體的密度：ρ=m/V=1.2kg/8×104m3=1.5×103 kg/m3 ；

（5）分析圖象BC段，物體完全浸沒前，物體在液體中的深度逐漸增加，測力計讀數在減小，說明受到的浮力增大；

（6）分析CD，物體完全浸沒，浸沒的深度變化，測力計的示數不變，可知浮力大小不變，可得結論：浮力大小與物體浸沒的深度無關。