Question

在弹簧测力计下挂一圆柱体，从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降，圆柱体浸没后继续下降，直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止，如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像．（g取10N/Kg）求：

（1）分析图像可知，圆柱体重力是________N；

（2）圆柱体浸没在水中时，受到的浮力是______N；

（3）圆柱体的体积是_________m³；

（4）圆柱体的密度是_________kg/m³；

（5）分析图像BC段，可得结论：物体浸没液体之前，浸入液体的深度越深，受到的浮力

越________（选填“大”或“小”）；

（6）分析图像CD段，可得结论：_________________________．

Answer

12 8 8×10－4 1.5×103 大 结论：浮力大小跟物体的浸没深度无关

【解析】

（1）由图象可知，当h=0时，弹簧测力计示数为12N，此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知，G=12N；

（2）从h=7cm开始，弹簧测力计示数F′不变，说明此时圆柱体已经浸没在水中，则圆柱体浸没在水中时，受到的浮力：F浮=G-F拉=12N-4N=8N；

（3）因物体浸没时排开水的体积和自身的体积相等，所以，由F浮=ρ液V排g得，圆柱体的体积：V=V排=F浮/ρ水g=8N/1.0×103kg/m3×10N/kg=8×10-4 m3 ；

（4）由G=mg可得，物体的质量：m=G/g=12N/10N/kg=1.2kg，

则圆柱体的密度：ρ=m/V=1.2kg/8×10−4m3=1.5×103 kg/m3 ；

（5）分析图象BC段，物体完全浸没前，物体在液体中的深度逐渐增加，测力计读数在减小，说明受到的浮力增大；

（6）分析CD，物体完全浸没，浸没的深度变化，测力计的示数不变，可知浮力大小不变，可得结论：浮力大小与物体浸没的深度无关．