Question

14．在图甲中，石料在钢绳拉力的作用下从水面上方以恒定的速度下降，直至全部没入水中．图乙是钢绳拉力随时间t变化的图象．若不计水的阻力，则该石料的重力是1400N，石料所受的浮力为500N，该石料的密度为2.8×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根据图象乙判断物体的重力及全部浸没时所受的浮力；
（3）掌握浮力公式F_浮=ρ_液gV_排．

解答 解：
由图象知，AB段拉力大小不变，此时石料未接触水面，且石料以恒定的速度下降，所以拉力与重力是一对平衡力，
所以F_AB=G=1400N；
BC段拉力逐渐减小，说明石料慢慢浸入水中，且浸入水中的体积逐渐变大，受到的浮力逐渐变大；
CD段拉力不变，说明石料受浮力不变，所以在C点恰好完全浸没，此时测力计的示数为900N，所以：F_浮=G-F=1400N-900N=500N；
根据F_浮=ρ_液gV_排，
石料的体积：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{500N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=0.05m³
所以石料的密度：ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{Vg}$=$\frac{1400N}{0.05{m}^{3}×10N/kg}$=2.8×10³kg/m³．
故答案为：1400；500；2.8×10³kg/m³．

点评 此题通过拉力与时间的关系图象，考查了对图象的分析，浮力公式的应用，浮力、拉力与重力的关系，同时考查了有关密度的计算，根据图象确定物体的重力及全部浸没时所受的浮力是解决此题的关键．