Question

10．在研究物體浮力時(shí)，小明將物體掛在彈簧測力計(jì)下，緩慢放入水中如圖1所示，描繪出彈簧測力計(jì)示數(shù)和時(shí)間的圖象如圖2所示．
（1）由圖象可知物體浸沒在水中時(shí)受到的浮力為1N，而同組的小華卻畫出了圖3所示的圖象，通過分析發(fā)現(xiàn)兩個(gè)圖象不同的原因是：圖3畫的是浮力和時(shí)間的圖象．

（2）同組的小研同學(xué)覺得把小明和小華的圖象結(jié)合起來更好，于是她用另一物體重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)，畫出了圖4所示的圖象，發(fā)現(xiàn)與將圖2、圖3結(jié)合起來的圖象不同，小明告訴她是因?yàn)閮晌矬w的體積不同（選填“質(zhì)量”或“體積”）．根據(jù)圖象可知小研所用物體的密度是1.5×10³kg/m³．

Answer 1

分析 （1）根據(jù)稱重法求出浮力的大小；根據(jù)圖象中力的大小分析圖象中的物理量；
（2）浮力的大小與物體排開的液體的體積和液體的密度有關(guān)．物體沒有浸入液體時(shí)測力計(jì)的示數(shù)為物體的重力；物體的重力與測力計(jì)示數(shù)之差是物體受到的浮力；根據(jù)物體受到的浮力，應(yīng)用浮力公式可以求出物體的密度．

解答 解：（1）由圖2可知，測力計(jì)在空氣中的示數(shù)即重力G=3N，在水中時(shí)的示數(shù)F=2N，則浮力為：F_浮=G-F=3N-2N=1N；
由圖3可知，隨著時(shí)間的增加，F(xiàn)的示數(shù)逐漸變大，然后保持不變，符合浮力的特點(diǎn)（物體排開的水的體積變大，浮力變大，全部浸入液體后，浮力不變），故是浮力和時(shí)間的圖象；
（2）圖象不同，是因?yàn)槲矬w受到的浮力是不同的，即物體排開的液體的體積不變，物體的體積不同；
由圖示圖象可知，物體重力：G=3N；
物體完全浸沒在水中時(shí)受到的浮力：F_浮=2N；
由浮力公式：F_浮=ρgV_排可知，物體的體積：V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³，
由G=mg可知，物體的質(zhì)量：m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3N}{10N/kg}$=0.3kg，
物體的密度：
ρ_物體=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.3kg}{2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.5×10³kg/m³；
故答案為：（1）1N；浮力；（2）體積；1.5×10³kg/m³．

點(diǎn)評 本題考查了求重力、浮力、物體密度等問題，分析清楚圖示圖象，應(yīng)用浮力公式、密度公式即可正確解題．