Question

（2013?武漢模擬）在彈簧測力計下方掛一圓柱體，將圓柱體從水面上方豎直往下放入水中，整個過程中彈簧測力計的示數(shù)F與圓柱體下降的高度h的關(guān)系圖象如圖所示．分析圖象可知：圓柱體的重力為

12

N，所受的最大浮力為

8

N．圓柱體的體積為

8×10^-4

m³，密度為

1.5×10³

kg/m³．（g=10N/kg）

Answer 1

分析：為了便于分析，給線段標上A、B、C、D四個點，如下圖，根據(jù)圖象分析計算，
（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．

解答：解：（1）由圖象可知，當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；
（2）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．
（3）圓柱體完全浸入水中時，根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排得：
V_物=V_排=

F浮

ρ水g

=

8N

1.0×103kg/m3×10N/kg

=8×10^-4m³，
由公式G=mg可得，物體的質(zhì)量：
m=

G

g

=

12N

10N/kg

=1.2kg，
則圓柱體密度：
ρ_物=

m

V物

=

1.2kg

8×10-4m3

=1.5×10³kg/m³．
故答案為：12；8；8×10^-4；1.5×10³．

點評：本題考查了重力、質(zhì)量、密度、阿基米德原理的計算，關(guān)鍵書結(jié)合圖象對所學(xué)知識進行綜合分析的能力，有一定的難度．