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6.如图甲所示,用弹簧测力计吊着一个高为10cm圆柱体,缓慢地浸入水中(圆柱体与容器底部不接触,且容器中的水不溢出),在圆柱体接触容器底之前,分别记下圆柱体下表面所处深度h和弹簧测力计相应的示数F,并根据实验数据作出如图乙所示的图象.
(1)在圆柱体缓慢地浸入水中的过程中,水对容器底部的压力大于水的重力.
(2)当圆柱体浸入水中的深度是6cm时,它处于漂浮状态.
(3)这个圆柱体的密度是0.6×103kg/m3

分析 (1)可根据力的作用的相互性,分析物体会给水一个向下的作用力,从而可判断出水对容器底部的压力与重力的关系;
(2)根据拉力的大小,可判断出物体所受浮力与重力的关系,由是否浸没判断具体状态;
(3)根据图象确定圆柱体的浸入6cm时所受浮力,得出V排,从而可计算出底面积S,由V=Sh计算出圆柱体的体积;由图象确定圆柱体的重力,由m=$\frac{G}{g}$计算出质量,从而由ρ=$\frac{m}{V}$得出圆柱体的密度.

解答 解:(1)在圆柱体缓慢地浸入水中的过程中,水对圆柱体具有浮力,从而圆柱体会给水一个向下的反作用力,所以水对容器底部的压力大于水的重力;
(2)由图乙知,当圆柱体浸入水中的深度是6cm时,弹簧测力计的示数为0,可知此时所受浮力等于重力,深度小于圆柱体的高度,所以圆柱体没有完全浸没,因此圆柱体将处于漂浮状态;
(3)由图象知,当h=0时,F=3N,可知G=3N,所以m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3N}{10N/kg}$=0.3kg;
由图乙知,当h=6cm时,F=0N,可知此时F=3N;
由FgV得,此时排开水的体积:
V=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{3N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=3×10-4m3
则圆柱体的底面积为:
S=$\frac{3×1{0}^{-4}{m}^{3}}{6×1{0}^{-2}m}$=5×10-3m2
所以圆柱体的体积:
V=Sh=5×10-3m2×10×10-2m=5×10-4m3
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.3kg}{5×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.6×103kg/m3
故答案为:(1)大于;(2)漂浮;(3)0.6×103

点评 本题是探究浮力大小的影响因素实验,主要考查了阿基米德原理的公式应用,最后计算物体的密度,关键能够从图象确定物体的重力及对应的浮力,根据浮力得出相关的体积.

练习册系列答案
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(3)甲同学在实验时发现,弹簧测力计被拉到5N时,活塞仍没有移动.需改进的是:换用5mL的小注射器.
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