Question

1．如圖甲所示，一個規(guī)則物體掛在彈簧測力計下，浸沒在水中，現(xiàn)將該物體從水中豎直向上拉，直至完全拉出水面，在整個拉動過程中物體始終保持勻速運動，拉力的大小隨高度變化的關(guān)系如圖乙所示．求：
（1）物體的重力；
（2）物體浸沒時受到的浮力；
（3）物體的體積；
（4）物體的密度．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖乙，利用力的平衡得出物體的重力；
（2）根據(jù)圖乙，利用稱重法計算物體浸沒時受到的浮力；
（3）物體浸沒，則排開水的體積等于其自身體積，根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排可求；
（4）利用G=mg求出物體的質(zhì)量，然后利用ρ=$\frac{m}{V}$可求物體的密度．

解答 解：（1）由乙圖可知，物體在h=4cm時拉力F不再變化，說明此時物體完全露出水面，
此時拉力F與物體重力G是一對平衡力，大小相等，即G=F=0.35N；
（2）由圖乙可知，物體在被提高0-2cm時，彈簧測力計的示數(shù)為0.25N不變，此時物體全部浸沒在水中，
則受到的浮力：F_浮=G-F=0.35 N-0.25N=0.1N；
（3）由于物體浸沒，根據(jù)F_浮=ρ_水gV_排可得，物體的體積：
V_物=V_排=$\frac{0.1N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=1×10^-5m³；
（4）因為G=mg，ρ=$\frac{m}{V}$，
所以，物體的密度ρ_物=$\frac{G}{{V}_{物}g}$=$\frac{0.35N}{1×1{0}^{-5}{m}^{3}×10N/kg}$=3.5×10³kg/m³．
答：（1）物體的重力為0.35N；
（2）物體浸沒時受到的浮力為0.1N；
（3）物體的體積為1×10^-5m³；
（4）物體的密度為3.5×10³kg/m³．

點評 此題考查浮力的計算、密度公式的應(yīng)用、阿基米德原理、物體浮沉條件及其應(yīng)用，是一道綜合性較強的題目，關(guān)鍵是看懂圖象，能從圖象中獲取相關(guān)信息進行計算．