Question

（2013?巴中）有一質(zhì)地均勻的實(shí)心圓柱體，重5N，高10cm．將它掛在彈簧測(cè)力計(jì)下，然后豎直浸入到裝有足夠多水的容器中，當(dāng)它剛好完全浸沒時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為3N，如圖所示．g取10N/kg，求此時(shí)
（1）圓柱體所受到的浮力大小；
（2）圓柱體下表面所受到水的壓強(qiáng)；
（3）圓柱體的密度．

Answer 1

分析：（1）彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)加上圓柱體受到的水的浮力等于圓柱體重；據(jù)此求出圓柱體受的浮力．
（2）由圖知，圓柱體剛浸沒時(shí)下表面所處的深度為10cm，根據(jù)液體壓強(qiáng)公式求此時(shí)圓柱體下表面受到的水的壓強(qiáng)．
（3）上面求出了圓柱體重，利用重力公式求出圓柱體的質(zhì)量；求出了球全浸入時(shí)受到的浮力，利用阿基米德原理求圓柱體的體積（排開水的體積），再利用密度公式求圓柱體的密度．

解答：解：（1）G_圓柱體=F_浮+F_拉，
F_浮=5N-3N=2N；
（2）由圖知，圓柱體剛浸沒時(shí)下表面所處的深度：
h=10cm=0.1m，
圓柱體剛浸沒時(shí)下表面受到的液體壓強(qiáng)：
p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.1m=1000Pa；
（3）圓柱體的質(zhì)量：
m=

G

g

=

5N

10N/kg

=0.5kg，
∵圓柱體全浸入時(shí)圓柱體受到的浮力：
F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV，
∴圓柱體的體積：
V_排=V_圓柱體=

F浮

ρ水g

=

2N

1.0×103kg/m3×10N/kg

=2×10^-4m³，
∴ρ_石=

m

V排

=

0.5kg

2×10-4m3

=2.5×10³kg/m³．
答：（1）圓柱體受的浮力為0.2N；
（2）圓柱體下表面所受到水的壓強(qiáng)為1000Pa；
（3）圓柱體的密度約為2.5×10³kg/m³．

點(diǎn)評(píng)：（1）用彈簧測(cè)力計(jì)采用稱重法可以測(cè)出物體在液體中受到的浮力，根據(jù)浮力間接求出體積，這是利用彈簧測(cè)力計(jì)測(cè)密度的基本思路；
（2）探究浮力與計(jì)算密度相結(jié)合，屬綜合性題目，中考中經(jīng)常出現(xiàn)，平時(shí)多培養(yǎng)綜合處理物理問題的能力．