Question

6．如圖甲所示，用彈簧測(cè)力計(jì)吊著一個(gè)高為10cm圓柱體，緩慢地浸入水中（圓柱體與容器底部不接觸，且容器中的水不溢出），在圓柱體接觸容器底之前，分別記下圓柱體下表面所處深度h和彈簧測(cè)力計(jì)相應(yīng)的示數(shù)F，并根據(jù)實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)作出如圖乙所示的圖象．
（1）在圓柱體緩慢地浸入水中的過程中，水對(duì)容器底部的壓力大于水的重力．
（2）當(dāng)圓柱體浸入水中的深度是6cm時(shí)，它處于漂浮狀態(tài)．
（3）這個(gè)圓柱體的密度是0.6×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）可根據(jù)力的作用的相互性，分析物體會(huì)給水一個(gè)向下的作用力，從而可判斷出水對(duì)容器底部的壓力與重力的關(guān)系；
（2）根據(jù)拉力的大小，可判斷出物體所受浮力與重力的關(guān)系，由是否浸沒判斷具體狀態(tài)；
（3）根據(jù)圖象確定圓柱體的浸入6cm時(shí)所受浮力，得出V排，從而可計(jì)算出底面積S，由V=Sh計(jì)算出圓柱體的體積；由圖象確定圓柱體的重力，由m=$\frac{G}{g}$計(jì)算出質(zhì)量，從而由ρ=$\frac{m}{V}$得出圓柱體的密度．

解答 解：（1）在圓柱體緩慢地浸入水中的過程中，水對(duì)圓柱體具有浮力，從而圓柱體會(huì)給水一個(gè)向下的反作用力，所以水對(duì)容器底部的壓力大于水的重力；
（2）由圖乙知，當(dāng)圓柱體浸入水中的深度是6cm時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為0，可知此時(shí)所受浮力等于重力，深度小于圓柱體的高度，所以圓柱體沒有完全浸沒，因此圓柱體將處于漂浮狀態(tài)；
（3）由圖象知，當(dāng)h=0時(shí)，F(xiàn)=3N，可知G=3N，所以m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3N}{10N/kg}$=0.3kg；
由圖乙知，當(dāng)h=6cm時(shí)，F(xiàn)=0N，可知此時(shí)F_浮=3N；
由F_浮=ρ_液gV_排得，此時(shí)排開水的體積：
V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{3N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=3×10^-4m³；
則圓柱體的底面積為：
S=$\frac{3×1{0}^{-4}{m}^{3}}{6×1{0}^{-2}m}$=5×10^-3m²；
所以圓柱體的體積：
V=Sh=5×10^-3m²×10×10^-2m=5×10^-4m³；
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.3kg}{5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.6×10³kg/m³．
故答案為：（1）大于；（2）漂�。唬�3）0.6×10³．

點(diǎn)評(píng) 本題是探究浮力大小的影響因素實(shí)驗(yàn)，主要考查了阿基米德原理的公式應(yīng)用，最后計(jì)算物體的密度，關(guān)鍵能夠從圖象確定物體的重力及對(duì)應(yīng)的浮力，根據(jù)浮力得出相關(guān)的體積．