Question

【題目】如圖甲所示，用已調(diào)零的彈簧測力計吊著一圓柱體從盛水的燒杯上方某一高度緩慢勻速下降，燒杯中原來水的深度為10cm。圓柱體浸沒后繼續(xù)勻速下降，直到圓柱體底面與燒杯底部剛剛接觸為止。圖乙是圓柱體下降過程中彈簧測力計讀數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化的圖像。 求：（ρ水=1×103kg/m3，取g=10N/kg）

（1）此圓柱體的重力是多少？

（2）圓柱體未浸入水中時，燒杯底部受到水的壓強是多少？

（3）圓柱體浸沒在水中時，受到的浮力是多少？

（4）圓柱體浸沒在水中排開水的質(zhì)量是多少？

Answer 1

【答案】（1）12N；（2）1000Pa；（3）4N；（4）0.4kg

【解析】

(1)由圖可知，彈簧測力計示數(shù)為12N，此時圓柱體在空氣中，根據(jù)二力平衡條件可知，此圓柱體的重力：

G=F示=12N；

(2)圓柱體未浸入水中，燒杯中水的深度為10cm，因此燒杯底部受到水的壓強：

p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.1m=1000Pa；

(3)從10cm開始，彈簧測力計示數(shù)不變，說明此時圓柱體已經(jīng)浸沒在水中，由稱重法測浮力可得，圓柱體浸沒在水中時受到的浮力：

F浮=G-F示′=12N-8N=4N；

(4)由阿基米德原理可知，F浮=G排=m排g，

m排==0.4kg。

答：(1)此圓柱體的重力是12N；

(2)圓柱體未浸入水中時，燒杯底部受到水的壓強1000Pa；

(3)圓柱體浸沒在水中時，受到的浮力是4N；

(4)圓柱體浸沒在水中排開水的質(zhì)量是0.4kg。