Question

1．如圖所示，彈簧測力計下方掛一實心圓柱體，將圓柱體從盛有水的容器上方離水面某一高度處緩緩下降（其底面始終與水面平行），使其逐漸浸沒入水中某一深度處．右圖是整個過程中彈簧測力計的示數(shù)F與圓柱體下降高度h變化關(guān)系的數(shù)據(jù)圖象．下列計算中錯誤的是（　�。�

• A． 圓柱體的重力為12N
• B． 圓柱體浸沒時受到的浮力為8N
• C． 圓柱體的密度為1.5×10³kg/m³
• D． 圓柱體在剛浸沒時下表面受到的水的壓強為700Pa

Answer 1

分析 為了便于分析，給線段標(biāo)上A、B、C、D四個點，如下圖，根據(jù)圖象分析如下：

（1）由圖可知AB段圓柱體未浸入液體，測力計的示數(shù)即為圓柱體的重力，所以從圖中可讀出圓柱體的重力大�。�
（2）由題意可知圖中CD段是圓柱體完全浸入水后的情況，由圖可知圓柱體完全浸入水后測力計對圓柱體的拉力為4N，再利用力的平衡條件求出圓柱體受到的浮力．
（3）利用阿基米德原理求得圓柱體的體積，利用密度公式求得圓柱體的密度．
（4）物體在液體中受到的壓強與物體浸入液體的深度有關(guān)，根據(jù)浸入液體的深度計算液體壓強的大�。�

解答 解：A、由圖象可知，當(dāng)h=0時，彈簧測力計示數(shù)為12N，此時圓柱體處于空氣中，根據(jù)二力平衡條件可知，G=F_拉=12N．故A正確；
B、圖象中CD段是圓柱體完全浸入水中的情況，此時圓柱體受到的拉力F=4N，
則圓柱體受到的浮力F_浮=G-F=12N-4N=8N．故B正確；
C、圓柱體完全浸入水中時根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排得：
V_物=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{8N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=8×10^-4m³，
由公式G=mg可求出物體的質(zhì)量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{12N}{10N/kg}$=1.2kg，
則圓柱體密度ρ_物=$\frac{m}{{V}_{物}}$=$\frac{1.2kg}{8×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.5×10³kg/m³．故C正確
D、由圖象可知，不考慮水面上升，圓柱體在剛浸沒時，物體又下降4cm，則下表面所處的深度為h=4cm=0.04m，
因此剛浸沒時下表面受到的液體壓強P=ρ_水gh=1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.04m=400Pa．故D錯誤．
故選D．

點評 本題用到的知識點有重力、質(zhì)量、密度、二力平衡、受力分析、阿基米德原理、壓強的計算等，考查學(xué)生結(jié)合圖象對所學(xué)知識進行綜合分析的能力，難度較大．