Question

【題目】如圖所示，彈簧測力計(jì)用細(xì)線拉著一長方體物塊A，從水池中豎直向上做勻速直線運(yùn)動(dòng)，上升到水面以上一定的高度。物塊上升的速度為1cm/s，彈簧測力計(jì)示數(shù)F隨物塊上升的時(shí)間t變化的圖象如右圖所示。不計(jì)阻力及水面高度的變化，根據(jù)圖象信息

（1）當(dāng)15s時(shí)，測力計(jì)示數(shù)F＝_____N。

（2）物塊A重_____N，高度為_____cm。

（3）當(dāng)t＝0時(shí)，A受到的浮力為_____N，此時(shí)A底部受到水的壓強(qiáng)大小為_____Pa。

（4）物塊A的密度為多大？_____

Answer 1

【答案】15 25 20 20 2.5×103 1.25×103 kg/m3

【解析】

（1）由圖像知道，當(dāng)t=15s時(shí)，彈簧測力計(jì)示數(shù)是：F=15N；

（2）由圖像知道，在25s后彈簧測力計(jì)的示數(shù)不變，則說明此時(shí)物體開始全部露出水面，所以，彈簧秤的示數(shù)即是物塊A的重力：GA =25N；由圖像知道，在0～5s時(shí)，彈簧測力計(jì)示數(shù)不變，說明此時(shí)物塊浸沒在水中；在5s～25s時(shí)，彈簧測力計(jì)示數(shù)變大，說明物塊逐漸露出水面；即5s時(shí)物塊的上表面剛好達(dá)到水面，25s時(shí)物塊的下表面剛好離開水面，所以，物塊向上移動(dòng)的距離即為物塊的高度，即此過程用時(shí)是：t=25s-5s=20s，物塊的高度是：h=vt=1cm/s×20s=20cm；

（3）當(dāng)t=0時(shí)，物塊A浸沒水中，由稱重法知道，受到的浮力是：F浮=GA -F拉 =25N-5N=20N；0～5s，物塊上升的高度：h′=vt′=1cm/s×5s=5cm；所以，當(dāng)t=0時(shí)，A底部所處的深度是：hA =h′+h=5cm+20cm=25cm=0.25m，此時(shí)A底部受到水的壓強(qiáng)是：p=ρghA =1×103 kg/m3 ×10N/kg×0.25m=2.5×103 Pa；

（4）由G=mg知道，物塊的質(zhì)量是：

由F浮=ρ水V排g知道，物塊的體積是： =2×10-3 m3

物塊的密度是： =1.25×103 kg/m3。