Question

【題目】如圖甲所示，用已調(diào)零的彈簧測(cè)力計(jì)吊著一圓柱體從盛水的燒杯上方某一高度緩慢勻速下降，燒杯中原來(lái)水的深度為10cm。圓柱體浸沒后繼續(xù)勻速下降，直到圓柱體底面與燒杯底部剛剛接觸為止。圖乙是圓柱體下降過程中彈簧測(cè)力計(jì)讀數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化的圖像。 求：（ρ水=1×103kg/m3，取g=10N/kg）

（1）此圓柱體的重力是多少？

（2）圓柱體未浸入水中時(shí)，燒杯底部受到水的壓強(qiáng)是多少？

（3）圓柱體浸沒在水中時(shí)，受到的浮力是多少？

（4）圓柱體浸沒在水中排開水的質(zhì)量是多少？

Answer 1

【答案】（1）12N；（2）1000Pa；（3）4N；（4）0.4kg

【解析】

(1)由圖可知，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)為12N，此時(shí)圓柱體在空氣中，根據(jù)二力平衡條件可知，此圓柱體的重力：

G=F示=12N；

(2)圓柱體未浸入水中，燒杯中水的深度為10cm，因此燒杯底部受到水的壓強(qiáng)：

p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa；

(3)從10cm開始，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)不變，說明此時(shí)圓柱體已經(jīng)浸沒在水中，由稱重法測(cè)浮力可得，圓柱體浸沒在水中時(shí)受到的浮力：

F浮=G-F示′=12N-8N=4N；

(4)由阿基米德原理可知，F浮=G排=m排g，

m排==0.4kg。

答：(1)此圓柱體的重力是12N；

(2)圓柱體未浸入水中時(shí)，燒杯底部受到水的壓強(qiáng)1000Pa；

(3)圓柱體浸沒在水中時(shí)，受到的浮力是4N；

(4)圓柱體浸沒在水中排開水的質(zhì)量是0.4kg。