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(méi)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(guò)程中彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化的圖像。求：

（1）分析圖像可知，圓柱體重力是N；
（2）圓柱體浸沒(méi)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kg/m3；
（5）分析圖像BC段，可得結(jié)論：物體浸沒(méi)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(jié)論：。

Answer 1

【答案】
（1）解：由圖象可知,當(dāng)h=0時(shí),彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為12N,此時(shí)圓柱體處于空氣中,根據(jù)二力平衡條件可知,G=F拉=12N
（2）解：從h=7cm開(kāi)始,彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變,說(shuō)明此時(shí)圓柱體已經(jīng)浸沒(méi)在水中,對(duì)圓柱體受力分析可知,F浮=G-F拉=12N-4N=8N
（3）8×10-4
（4）1.5×103
（5）大
（6）物體浸沒(méi)到液體中后,浮力大小不變或者說(shuō)物體浸沒(méi)到液體中后,物體所受的浮力與物體浸入的深度無(wú)關(guān)
【解析】解：（1）由圖象可知，當(dāng)h=0時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為12N，
此時(shí)圓柱體處于空氣中，根據(jù)二力平衡條件可知，G=F拉=12N．
（2）從h=7cm開(kāi)始，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變，說(shuō)明此時(shí)圓柱體已經(jīng)浸沒(méi)在水中，對(duì)圓柱體受力分析可知，
F浮=G-F拉=12N-4N=8N．
（3）由阿基米德原理F浮=ρ液V排g得：
V排=F浮/ρ水g=8N/1.0×103kg/m3×10N/kg=8×10-4m3，

因?yàn)槲矬w是全部浸沒(méi)，所以V物=V排=8×10-4m3，
（4）由公式G=mg可求出物體的質(zhì)量，
m===1.2kg，

ρ物=m/V物=1.2kg/8×104m3=1.5×103kg/m3．

（5）分析圖象BC段，物體在液體中的深度逐漸增加，測(cè)力計(jì)讀數(shù)在減小，
說(shuō)明物體在慢慢浸入水中，V排在逐漸增大，物體受到的浮力也在逐漸增大．
（6）分析圖象CD段，深度在增加，而測(cè)力計(jì)的讀數(shù)不變，
說(shuō)明物體全部浸沒(méi)水中，V排不變，浮力不變．
所以答案是：（1）12；（2）8；（3）8×10-4；（4）1.5×103；（5）大；（6）物體浸沒(méi)到液體中后，浮力大小不變或者說(shuō)物體浸沒(méi)到液體中后，物體所受的浮力與物體浸入的深度無(wú)關(guān).

【考點(diǎn)精析】本題主要考查了阿基米德原理和浮力大小的計(jì)算的相關(guān)知識(shí)點(diǎn)，需要掌握阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開(kāi)的液體所受的重力．這個(gè)規(guī)律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排；浮力的公式為：F浮= G排 =ρ液gv排才能正確解答此題．