Question

1．弹簧测力计下挂一长方体物体．将物体从盛有适量水的烧杯上方离水面某一高度处缓缓下降，然后将其逐渐浸入水中如图甲，图乙是弹簧测力计示数F与物体下降高度h变化关系的图象．计算：
（1）物体的重力是9．
（2）物体受到的最大浮力是4．
（3）物体的体积是多少？
（4）物体的密度是多少？

Answer 1

分析 根据图象，对物体进行受力分析，利用二力平衡的条件分析出物体的重力G，完全浸没时的拉力F，从而可根据F_浮=G-F求出完全浸没时的浮力，即最大浮力；由浮力公式计算出完全浸没时排开液体的体积；由物体的重力求出质量，根据密度公式得出物体的密度．

解答 解：（1）物体在浸入水中之前，受到重力和拉力的作用，并且这两个力是一对平衡力，由图象知，G=F_示=9N；
（2）当物体完全浸没时，拉力F=5N，则完全浸没时的浮力为F_浮=G-F=9N-5N=4N，此时物体完全浸没，所以浮力最大；
（3）由F_浮=ρ_液gV_排得，物体的体积：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{4N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=4×10^-4m³=400cm³；
（4）物体的质量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{9N}{10N/kg}$=0.9kg；
物体的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.9N}{4×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.25×10³kg/m³；
故答案为：（1）9；（2）4；（3）物体的体积是400cm³；（4）物体的密度是2.25×10³kg/m³．

点评 本题用到的知识点有重力、质量、密度、阿基米德原理等，考查学生结合图象对所学知识进行综合分析的能力，难度较大．