Question

（6分）如圖所示，彈簧測力計下面掛一實心圓柱體，將圓柱體從盛有水的容器上方離水面某一高度處緩緩下降（其底面始終與水面平行），使其逐漸浸沒入水中某一深度處。右圖是整個過程中彈簧測力計的示數F與圓柱體下降高度h變化關系的數據圖像。已知ρ水＝1.0×103kg/m3，g=10N/kg。

⑴圓柱體的質量

⑵圓柱體浸沒在水中時所受浮力

⑶圓柱體的體積

⑷圓柱體的密度

 

Answer 1

⑴2.5kg ⑵20N ⑶2×10-3m3 ⑷1.25×103kg/m3

【解析】

試題分析：

⑴由上圖可知，實心圓柱體未浸入水中時的拉力為25N，則由二力平衡條件可知，實心圓柱的重力為25N，圓柱體的質量為m=G/g=25N/10N/kg=2.5kg；

⑵由上圖可知，實心圓柱體未浸沒在水中時受到的拉力為5N，

則圓柱體浸沒在水中時所受浮力F浮＝G－F=25N-5N=20N；

⑶圓柱體的體積V=V排 =F浮/ρ液g=20N/1.0×103kg/m3×10N/kg=2×10-3m3 ；

⑷圓柱體的密度ρ=m/V=2.5kg/2×10-3m3=1.25×103kg/m3.

考點：阿基米德原理；浮力的測量；密度；重力與質量的關系