试题与答案

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

题型:实验题

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14-17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:__________________________________________。

答案:

答案:(1)12    (2)8    (3)8×10-4    (4)1.5×103    (5)大

(6)结论:浮力大小跟物体的浸没深度无关

考点:

专题:压轴题.

分析:由题知,物体缓慢下落,整个过程中物体受力平衡,图象反映的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的变化关系:

(1)分析图象AB段,物体还没浸入水中,由二力平衡知物重;

(2)分析图象CD段,物体全部浸没水中,对物体受力分析(如下图所示)求其受到的浮力;

(3)由阿基米德原理求出V,V=V

(4)由公式G=mg求出质量,再由ρ =求出物体的密度;

(5)设想情景,分析BC段,为物体慢慢浸入液体,至到浸没的过程,弹簧测力计的读数逐渐变小,由图知浮力的变化;

(6)CD段表明物体全部浸没液体中,测力计的读数不变,说明了浮力不再变化.

解答: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=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,

根据平衡关系可知,F=G-F=12N-4N=8N

(3)由阿基米德原理FVg得:V===8×10-4m3

V=V=8×10-4m3

(4)物体的质量m==1.2kg,ρ==1.5× 103kg/m3=1.5×103g/dm3

(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不变,浮力不变.

故答案为:

(1)12N;(2)8N;(3)8×10-4m3;(4)1.5×103g/dm3;(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.

点评:本题用到的知识点有重力、质量、密度、单位换算、二力平衡、受力分析、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.

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