Question

【題目】在彈簧測(cè)力計(jì)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(xù)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(cè)力計(jì)讀數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化的圖象．求：

（1）分析圖象可知，圓柱體重力是__N；

（2）圓柱體浸沒在水中時(shí)，受到的浮力是__N；

（3）圓柱體的體積是__m3；

（4）圓柱體的密度是__g/dm3；

（5）分析圖象BC段，可得結(jié)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）分析圖象CD段，可得結(jié)論_____．

Answer 1

【答案】12 8 8×10﹣4 1.5×103 大 物體浸沒到液體中后，浮力大小不變或者說物體浸沒到液體中后，物體所受的浮力與物體浸入的深度無關(guān)．

【解析】

物體緩慢下落過程中物體受力平衡，圖象反映的是圓柱體下降過程中彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)F隨圓柱體下降高度h的變化關(guān)系：

（1）在圖象AB段，物體還沒浸入水中，由二力平衡可知物體的重力；

（2）在圖象CD段，物體全部浸沒水中，物體受到重力、拉力和浮力，由平衡條件計(jì)算浮力大��；

（3）由阿基米德原理計(jì)算V排 ，再由V物 =V排計(jì)算物體體積 ；

（4）由公式G=mg計(jì)算物體質(zhì)量，再由密度公式計(jì)算物體的密度；

（5）BC段為物體慢慢浸入液體，至到浸沒的過程，彈簧測(cè)力計(jì)的讀數(shù)逐漸變小，由圖知浮力的變化規(guī)律；

（6）CD段表明物體全部浸沒液體中，測(cè)力計(jì)的讀數(shù)不變，說明了浮力不再變化。

（1）當(dāng)圓柱體處于空氣中時(shí)，圓柱體受到的拉力大小等于重力，由圖乙知道，此時(shí)h=0時(shí)，對(duì)應(yīng)的彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為12N，由二力平衡條件知道，圓柱體重力是：G=F拉 =12N；

（2）由圖乙知道，從h=7cm開始，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)保持不變，說明此時(shí)圓柱體已經(jīng)浸沒在水中，受到的拉力是：F拉=4N，由平衡關(guān)系知道，圓柱體受到的浮力是：F浮 =G-F拉=12N-4N=8N；

（3）由阿基米德原理知道，，所以，，故圓柱體的體積是：V物=V排 =8×10-4 m3；

（4）由于圓柱體重力是G=12N，所以，物體的質(zhì)量是：

由知道，圓柱體的密度是：

（5）圖象BC段說明，物體浸沒液體之前，隨著浸入液體的深度逐漸增加，測(cè)力計(jì)的讀數(shù)在減小，即說明物體在慢慢浸入水中，隨著V排的逐漸增大，物體受到的浮力也在逐漸增大；

（6）圖象CD段說明隨著浸入液體的深度逐漸增加，而測(cè)力計(jì)的讀數(shù)不變，即說明物體全部浸沒水中后，浮力大小不變或者說物體浸沒到液體中后，物體所受的浮力與物體浸入的深度無關(guān)。