Question

如图所示，弹簧测力计下面挂一实心圆柱体，将圆柱体从盛有水的容器上方离水面某一高度处缓缓下降（其底面始终与水面平行），使其逐渐浸没入水中某一深度处,右图是整个过程中弹簧测力计的示数F与圆柱体下降高度h变化关系的图像。（已知ρ_水＝1.0×10³kg/m³，g取10N/kg）

求：（1）圆柱体的重力。

（2）圆柱体浸没时受到的浮力。

（3）圆柱体的密度。

Answer 1

解：（1）由图象可知，当h=0时，弹簧测力计示数为12N，此时圆柱体处于

       空气中，根据二力平衡条件可知：G=F_拉=12N…………………（2分）

  （2）图象中CD段是圆柱体完全浸入水中的情况，此时圆柱体受到的

       拉力 F=4N，

      则圆柱体受到的浮力F_浮=G-F=12N-4N=8N………………………（2分）

(3)圆柱体完全浸入水中时根据F浮=ρ水gV_排得：

     V_物=V_排=F_浮 /ρ_水g =8N/1×10³kg/m³×10N/kg =8×10^-4m³………（1分）

    物体的质量m=G/g =12N/10N/kg =1.2kg，

   圆柱体密度ρ_物=m V_物 =1.2kg 8×10⁻⁴m³ =1.5×10³kg/m³…………（1分）

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