在弹簧测力计下挂一圆柱体,从如图甲位置缓慢下降(容器足够深且没有水溢出).图乙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变化图象.求:(1)圆柱体全部浸

发布时间:2020-07-29 01:35:33

在弹簧测力计下挂一圆柱体,从如图甲位置缓慢下降(容器足够深且没有水溢出).图乙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变化图象.求:
(1)圆柱体全部浸没在水中时,受到的浮力是多少N?
(2)分析图象BC段,可得结论:物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力如何变化?
(3)圆柱体的体积为多少m3?(g=10N/kg)
(4)物体在图象中E点深度与D点深度所受浮力哪个大?写出判断的理由.

网友回答

解:(1)由图可知,圆柱体重:G=12N,
浸没时弹簧测力计的示数:F示=4N,
此时圆柱体受到的浮力:
F浮=G-F示=12N-4N=8N;
(2)由图象可知,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F示越小,
∵F浮=G-F示,圆柱体自重不变,F示变小,
∴物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,圆柱体受到的浮力逐渐增大;
(3)物体浸没时受到的浮力:F浮=8N;
∵F浮=ρ水v排g,
∴圆柱体的体积:
v=v排===8×10-4m3;
(4)D点受到浮力大,由题意,在D深度物体排开水的体积大于在E点深度物体排开水的体积,根据阿基米德原理,可知D点深度物体受到的浮力大.
答:(1)圆柱体全部浸没在水中时,受到的浮力是8N;
(2)分析图象BC段,可得结论:物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力逐渐增大;
(3)圆柱体的体积为8×10-4m3;
(4)物体在图象中D点深度所受浮力,原因是在D深度物体排开水的体积大.解析分析:(1)由图可知AB段圆柱体未浸入液体,测力计的示数即为圆柱体的重力;再读出圆柱体浸没水中弹簧测力计的示数,利用称重法求圆柱体全部浸没在水中时受到的浮力;(2)分析图象BC段,物体浸没水之前,浸入水的深度越深,弹簧测力计的示数F越小,由F浮=G-F分析圆柱体受到浮力的变化情况;(3)上面求出了圆柱体浸没水中受到的浮力,利用阿基米德原理求排开水的体积(圆柱体的体积);(4)在E点和D点排开水的体积不同,根据阿基米德原理比较圆柱体受到浮力的大小关系.点评:本题考查了学生对密度公式、阿基米德原理及推导公式的掌握和运用,能从F-h图象得出相关信息是本题的关键之一,利用好浸没时排开水的体积等于物体体积这一隐含条件.
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