在*簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触...
问题详情:
在*簧测力计下挂一圆柱体,从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降,圆柱体浸没后继续下降,直到圆柱体底面与烧杯底部接触为止,如图所示是圆柱体下降过程中*簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象.求:
(1)分析图象可知,圆柱体重力是__N;
(2)圆柱体浸没在水中时,受到的浮力是__N;
(3)圆柱体的体积是__m3;
(4)圆柱体的密度是__g/dm3;
(5)分析图象BC段,可得结论:物体浸没液体之前,浸入液体的深度越深,受到的浮力越__(选填“大”或“小”);
(6)分析图象CD段,可得结论_____.
【回答】
12 8 8×10﹣4 1.5×103 大 物体浸没到液体中后,浮力大小不变或者说物体浸没到液体中后,物体所受的浮力与物体浸入的深度无关.
【解析】
物体缓慢下落过程中物体受力平衡,图象反映的是圆柱体下降过程中*簧测力计读数F随圆柱体下降高度h的变化关系:
(1)在图象AB段,物体还没浸入水中,由二力平衡可知物体的重力;
(2)在图象CD段,物体全部浸没水中,物体受到重力、拉力和浮力,由平衡条件计算浮力大小;
(3)由阿基米德原理计算V排 ,再由V物 =V排计算物体体积 ;
(4)由公式G=mg计算物体质量,再由密度公式计算物体的密度;
(5)BC段为物体慢慢浸入液体,至到浸没的过程,*簧测力计的读数逐渐变小,由图知浮力的变化规律;
(6)CD段表明物体全部浸没液体中,测力计的读数不变,说明了浮力不再变化。
【详解】
(1)当圆柱体处于空气中时,圆柱体受到的拉力大小等于重力,由图乙知道,此时h=0时,对应的*簧测力计示数为12N,由二力平衡条件知道,圆柱体重力是:G=F拉 =12N;
(2)由图乙知道,从h=7cm开始,*簧测力计示数保持不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,受到的拉力是:F拉=4N,由平衡关系知道,圆柱体受到的浮力是:F浮 =G-F拉=12N-4N=8N;
(3)由阿基米德原理知道,,所以,,故圆柱体的体积是:V物=V排 =8×10-4 m3;
(4)由于圆柱体重力是G=12N,所以,物体的质量是:
由知道,圆柱体的密度是:
(5)图象BC段说明,物体浸没液体之前,随着浸入液体的深度逐渐增加,测力计的读数在减小,即说明物体在慢慢浸入水中,随着V排的逐渐增大,物体受到的浮力也在逐渐增大;
(6)图象CD段说明随着浸入液体的深度逐渐增加,而测力计的读数不变,即说明物体全部浸没水中后,浮力大小不变或者说物体浸没到液体中后,物体所受的浮力与物体浸入的深度无关。
知识点:浮力
题型:综合题
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