Question

2．小聰學(xué)習(xí)了浮力的有關(guān)知識(shí)后，他去物理實(shí)驗(yàn)室找來(lái)一彈簧測(cè)力計(jì)和一個(gè)實(shí)心圓柱體，他用彈簧測(cè)力計(jì)掛著實(shí)心圓柱體，圓柱體的底面剛好與水面接觸（未浸入水）如圖甲所示，然后將其逐漸浸入水中，彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)隨圓柱體下表面逐漸浸入水中深度的變化情況如圖乙所示．請(qǐng)你幫助他解決下面的問(wèn)題（g取10N/kg）：
（1）圓柱體受到的最大浮力是0.4N；
（2）圓柱體的密度是5×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）由F-h圖象可知，當(dāng)h=0（圓柱體沒(méi)有浸入水），彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為圓柱體重；當(dāng)h≥10cm（圓柱體全浸入水），彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)加上圓柱體受到的水的浮力等于圓柱體重；據(jù)此求出圓柱體受的浮力（最大浮力）；
（2）彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為圓柱體重；利用重力公式求出圓柱體的質(zhì)量；求出了球全浸入時(shí)受到的浮力，利用阿基米德原理求圓柱體的體積（排開(kāi)水的體積），再利用密度公式求圓柱體的密度．

解答 解：（1）由圖可知，當(dāng)圓柱體全浸入時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F′=1.6N，
則圓柱體受到的最大浮力（全浸入時(shí)）：
F_浮=G-F′=2N-1.6N=0.4N；
（2）由圖可知，圓柱體重G=2N，
圓柱體的質(zhì)量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{2N}{10N/kg}$=0.2kg，
由F_浮=ρ_水gV_排=ρ_水gV可得，圓柱體的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{0.4N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=4×10^-5m³，
圓柱體的密度ρ_物=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.2kg}{4×1{0}^{-5}{m}^{3}}$=5×10³kg/m³．
故答案為：（1）0.4；（2）5×10³．

點(diǎn)評(píng) 本題考查密度的計(jì)算、浮力的計(jì)算、重力的計(jì)算，會(huì)識(shí)圖并從中得出相關(guān)信息是本題的關(guān)鍵，對(duì)于學(xué)生來(lái)說(shuō)有一定的拔高難度，屬于難題．