Question

2．圖甲是小勇研究彈簧測力計的示數(shù)F與物體下表現(xiàn)離水面的距離h的關(guān)系實驗裝置，其中A是底面積為25cm²的實心均勻圓柱形物體，用彈簧測力計提著物體A，使其緩慢浸入水中（水未溢出），得到F與h的關(guān)系圖象如圖乙中實線所示，接著小勇?lián)Q用另一種未知液體重復(fù)上述實驗并繪制出圖乙中虛線所示圖象．求：
（1）分析圖乙，物體A重力多大．
（2）完全浸沒后，A受到水的浮力．
（3）物體A的體積．
（4）未知液體的密度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖象知道在未浸沒之前，彈簧測力計的示數(shù)為物體重力；
（2）已知物體重力，由圖可知完全浸沒在水中彈簧測力計的拉力，兩者之差就是受到的浮力；
（3）根據(jù)F_浮=ρgV_排即可求出物體體積；
（4）根據(jù)F_浮=ρgV_排即可求出該液體密度．

解答 解：
（1）分析圖乙可知：物體A沒有浸入液體時（h=0），測力計的示數(shù)為3N，即物體重力G_物=3N；       
（2）由圖乙可知：物體在水中完全浸沒時，彈簧測力計的拉力為F_拉1=1N，
所以，完全浸沒后，A受到水的浮力：F_浮1=G_物-F_拉1=3N-1N=2N；
（3）由F_浮=ρgV_排可得，物體體積：
V_物=V_排1=$\frac{{F}_{浮1}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³；
（4）由圖乙虛線所示可知：完全浸沒在另一種未知液體時，測力計的拉力為F_拉2=1.4N，
所以，此時A受到液體的浮力：F_浮2=G_物-F_拉2=3N-1.4N=1.6N，
物體浸沒在未知液體中，則V_排2=V_物=2×10^-4m³，
由F_浮=ρgV_排可得，未知液體的密度：
ρ_液=$\frac{{F}_{浮2}}{{V}_{排2}g}$=$\frac{1.6N}{2×1{0}^{-4}{m}^{3}×10N/kg}$=0.8×10³kg/m³．
答：（1）分析圖乙，物體A重力為3N．
（2）完全浸沒后，A受到水的浮力為2N．
（3）物體A的體積為2×10^-4m³．
（4）未知液體的密度為0.8×10³kg/m³．

點評 探究F與h的關(guān)系時，在未浸沒之前，彈簧測力計的示數(shù)為物體重力，有的同學(xué)錯誤的認為，浮力與深度有關(guān)，這種認識是片面的，因為忽視了深度變化引起排開液體體積的變化．