Question

6．圖1是研究彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)F與物體A下表面離水面的距離L的關(guān)系實(shí)驗(yàn)裝置，其中A是底面積為25cm²的實(shí)心均勻圓柱形物體．用彈簧測(cè)力計(jì)提著物體A，使其緩慢浸入水中（水未溢出），得到F與h的關(guān)系圖象如圖2中實(shí)線(xiàn)所示．
（l）若將物體A放在水平桌面上時(shí)對(duì)桌面的壓強(qiáng)為多少；
（2）浸沒(méi)前，物體A逐漸浸入水的過(guò)程中，水對(duì)容器底部的壓強(qiáng)將變大；（填“變大”“變小”或“不變”）
（3）完全浸沒(méi)時(shí)，A受到水的浮力為2N，密度為1.5×10³kg/m³；
（4）換用另一種未知液體重復(fù)上述實(shí)驗(yàn)并繪制出圖2中虛線(xiàn)所示圖象，液體的密度？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)圖2，讀出A的重力，由p=$\frac{F}{S}$解題；
（2）液體內(nèi)部的壓強(qiáng)與深度有關(guān)，密度不變時(shí)，深度越大，壓強(qiáng)越大，據(jù)此分析；
（3）完全浸沒(méi)時(shí)，由圖2分析，根據(jù)力的平衡知識(shí)由F_浮=G-F_拉求解；
（4）由圖可知完全浸沒(méi)在液體中彈簧測(cè)力計(jì)的拉力，兩者之差就是受到的浮力；根據(jù)F_浮=ρgV_排即可求出該液體密度．

解答 解：（1）由圖2可知，物體A的重力G=3N，放在水平桌面對(duì)桌面的壓力F=G=3N，
p=$\frac{F}{S}$=$\frac{3N}{25×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1200Pa；
（2）浸沒(méi)前，物體A逐漸浸入水的過(guò)程中，容器中水的深度不斷增加，由p=ρgh可得，在密度不變時(shí)，深度越大，所產(chǎn)生的壓強(qiáng)越大；
（3）當(dāng)h=0時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)的示數(shù)為3N，即物體A的重力G=3N，
完全浸沒(méi)在水中：F_浮=G-F=3N-1N=2N，
完全浸沒(méi)在水中：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1.0×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³；
物體A的質(zhì)量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3N}{10N/kg}$=0.3kg，
物體A的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.3kg}{2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=1.5×10³kg/m³；
（4）由圖可知，完全浸沒(méi)在另一種液體中：F_浮=G-F′=3N-1.4N=1.6N，
由F_浮=ρgV_排可得：
ρ_液=$\frac{{F}_{浮}}{g{V}_{排}}$=$\frac{1.6N}{10N/kg×2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.8×10³kg/m³．
答：（1）物體A放在水平桌面上時(shí)對(duì)桌面的壓強(qiáng)為1.2×10³Pa；
（2）變大；
（3）2，1.5×10³；
（4）液體的密度為0.8×10³kg/m³

點(diǎn)評(píng) 本題考查了壓強(qiáng)公式、稱(chēng)重法求浮力、液體壓強(qiáng)公式、阿基米德原理、重力公式、密度公式的應(yīng)用，從圖象中獲取有用的信息是關(guān)鍵．