Question

【题目】在弹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弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图像。求：

（1）分析图像可知，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kg/m3；
（5）分析图像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）分析图像CD段，可得结论：。

Answer 1

【答案】
（1）解：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）解：从h=7cm开始,弹簧测力计示数不变,说明此时圆柱体已经浸没在水中,对圆柱体受力分析可知,F浮=G-F拉=12N-4N=8N
（3）8×10-4
（4）1.5×103
（5）大
（6）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】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）从h=7cm开始，弹簧测力计示数不变，说明此时圆柱体已经浸没在水中，对圆柱体受力分析可知，
F浮=G-F拉=12N-4N=8N．
（3）由阿基米德原理F浮=ρ液V排g得：
V排=F浮/ρ水g=8N/1.0×103kg/m3×10N/kg=8×10-4m3，

因为物体是全部浸没，所以V物=V排=8×10-4m3，
（4）由公式G=mg可求出物体的质量，
m===1.2kg，

ρ物=m/V物=1.2kg/8×104m3=1.5×103kg/m3．

（5）分析图象BC段，物体在液体中的深度逐渐增加，测力计读数在减小，
说明物体在慢慢浸入水中，V排在逐渐增大，物体受到的浮力也在逐渐增大．
（6）分析图象CD段，深度在增加，而测力计的读数不变，
说明物体全部浸没水中，V排不变，浮力不变．
所以答案是：（1）12；（2）8；（3）8×10-4；（4）1.5×103；（5）大；（6）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.

【考点精析】本题主要考查了阿基米德原理和浮力大小的计算的相关知识点，需要掌握阿基米德原理：浸在液体中的物体受到向上的浮力，浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力．这个规律叫做阿基米德原理，即 F浮= G排 =ρ液gv排；浮力的公式为：F浮= G排 =ρ液gv排才能正确解答此题．