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提問 

在彈簧測力計下掛一圓柱體,從盛水的燒杯上方高度緩慢下降,圓柱體浸沒后繼續(xù)下降,直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止,如圖所示是圓柱體下降過程中彈簧測力計讀數(shù)F隨圓柱體下降


時間: 2016-6-1 分類: 作業(yè)習(xí)題  【來自ip: 12.19.165.188 的 熱心網(wǎng)友 咨詢】 手機(jī)版
 問題補充 在彈簧測力計下掛一圓柱體,從盛水的燒杯上方高度緩慢下降,圓柱體浸沒后繼續(xù)下降,直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止,如圖所示是圓柱體下降過程中彈簧測力計讀數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化的圖象.求:
(1)圓柱體浸沒在水中時,受到的浮力;
(2)圓柱體的密度.(g=10N/kg)

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1樓
解:(1)由圖象可知,當(dāng)h=0時,彈簧測力計示數(shù)為12N,此時圓柱體處于空氣中,根據(jù)二力平衡條件可知,G=F拉=12N.
從h=7cm開始,彈簧測力計示數(shù)不變,說明此時圓柱體已經(jīng)浸沒在水中,對圓柱體受力分析,
根據(jù)平衡關(guān)系可知,F(xiàn)浮=G-F拉=12N-4N=8N
(2)由阿基米德原理F浮=ρ液V排g得:
V排=數(shù)學(xué)公式=數(shù)學(xué)公式=8×10-4m3
V物=V排=8×10-4m3
物體的質(zhì)量:
m=數(shù)學(xué)公式=數(shù)學(xué)公式=1.2kg,
圓柱體的密度:
ρ=數(shù)學(xué)公式=數(shù)學(xué)公式=1.5×103kg/m3.
答:(1)圓柱體浸沒在水中時,受到的浮力為8N;
(2)圓柱體的密度為1.5×103kg/m3.
解析分析:由題知,物體緩慢下落,整個過程中物體受力平衡,圖象反映的是圓柱體下降過程中彈簧測力計讀數(shù)F隨圓柱體下降高度h的變化關(guān)系:
(1)分析圖象AB段,物體還沒浸入水中,由二力平衡知物重;
分析圖象CD段,物體全部浸沒水中,對物體受力分析(如下圖所示)求其受到的浮力;
(2)由阿基米德原理求出V排,V物=V排;由公式G=mg求出質(zhì)量,再由ρ=數(shù)學(xué)公式求出物體的密度;

點評:本題用到的知識點有重力、質(zhì)量、密度、二力平衡、受力分析、阿基米德原理等,考查學(xué)生結(jié)合圖象對所學(xué)知識進(jìn)行綜合分析的能力,難度較大.
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