Question

【題目】如圖1所示，在彈簧測力計(jì)下掛一圓柱體，從盛水的燒杯上方某一高度緩慢下降，圓柱體浸沒后繼續(xù)下降，直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止，如圖2所示是圓柱體下降過程中彈簧測力計(jì)讀數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化的圖象．根據(jù)題目條件,試求下列問題：

（1）圓柱體重力是多少?
當(dāng)彈簧測力計(jì)讀數(shù)為9N時(shí)，受到的浮力是多大?
圓柱體浸沒在水中時(shí)，受到的浮力是多大?
（2）根據(jù)圖象BC段，可得出什么結(jié)論?
（3）根據(jù)圖象CD段，可得出什么結(jié)論?

Answer 1

【答案】
（1）12N；3N；4N
（2）物體浸沒液體之前，浸入液體的深度越深，受到的浮力越大
（3）浮力大小與物體浸沒的深度無關(guān)
【解析】（1）由圖象可知，當(dāng)h=0時(shí)，彈簧測力計(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，G=F示=12N；當(dāng)彈簧測力計(jì)讀數(shù)為9N時(shí)，受到的浮力是F浮=G-F=12N-9N=3N；由CD段知，當(dāng)物體完全浸沒時(shí)測力計(jì)的示數(shù)為4N，則F浮′=G-F′=12N-4N=8N；（2）從h=7cm開始，彈簧測力計(jì)示數(shù)不變，說明此時(shí)圓柱體已經(jīng)浸沒在水中，對圓柱體受力分析可知，F(xiàn)浮=G-F示=12N-4N=8N，故B正確；（2）分析圖象BC段，物體完全浸沒前，物體在液體中的深度逐漸增加，測力計(jì)讀數(shù)在減小，說明受到的浮力增大．（3）分析CD，物體完全浸沒，浸沒的深度變化，測力計(jì)的示數(shù)不變，可知浮力大小不變，可得浮力大小與物體浸沒的深度無關(guān)．所以答案是：（1）12；3；4；（2）大；（3）浮力大小與物體浸沒的深度無關(guān)．
【考點(diǎn)精析】通過靈活運(yùn)用阿基米德原理，掌握阿基米德原理：浸在液體中的物體受到向上的浮力，浮力的大小等于物體排開的液體所受的重力．這個(gè)規(guī)律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排即可以解答此題．