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。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)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”）；

(4)圆柱体的密度是______kg/m³。

Answer

12 8 大 1.5×103

【解析】

(1)[1]由图像可知，当h=0时，弹簧测力计示数为12N，此时圆柱体在空气中，根据二力平衡条件可知，圆柱体的重力G=F=12N。

(2)[2]由图像可知，从h=7cm开始，弹簧测力计示数不变，说明此时圆柱体已经浸没在水中，弹簧测力计的拉力F′=4N，则圆柱体浸没在水中时，受到的浮力

F浮=G﹣F′=12N﹣4N=8N

圆柱体浸没在水中时，受到的浮力是8N。

(3)[3]分析图像的BC段，物体浸没液体之前，浸入液体的深度越深，弹簧测力计的示数越小，由F浮=G﹣F′可知，受到的浮力越大。

(4)[4]因物体浸没时排开液体的体积和自身的体积相等，所以，由F浮=ρ水gV排可得，圆柱体的体积

V=V排===8×10﹣4m3

由G=mg可得，圆柱体的质量

m===1.2kg

圆柱体的密度

ρ===1.5×103kg/m3

圆柱体的密度是1.5×103kg/m3。