【題目】如圖所示,彈簧測力計下面掛一實心圓柱體,將圓柱體從盛有水的容器上方離水面某一高度處緩緩下降(其底面始終與水面平行),使其逐漸浸沒入水中某一深度處.右圖是整個過程中彈簧測力計的示數(shù)F與圓柱體下降高度h變化關系的數(shù)據(jù)圖象(容器厚度不計,g=10N/kg). 求:

(1)圓柱體浸沒時受到的浮力?

(2)圓柱體的密度?

(3)圓柱體在剛浸沒時下表面受到的水的壓強?

(4)若盛水容器的底面積為100cm2,當圓柱體完全浸沒時與圓柱體未浸入水前相比較,水對容器底產(chǎn)生的壓強增加了多少?容器對水平支持面的壓強增加了多少?

【答案】(1)8N;(2)1.5×103kg/m3;(3)400Pa.(4) 800Pa

【解析】(1)由圖象可知,當h=0時,彈簧測力計示數(shù)為12N,此時圓柱體處于空氣中,G=F =12N,當h=7cm以后,物體完全浸沒后排開水的體積不再改變,受到的浮力不再改變,彈簧測力計的示數(shù)F′=4N,

則圓柱體完全浸入水中時,圓柱體受到的浮力: F =G-F′=12N-4N=8N;

(2)因物體浸沒時排開水的體積和自身的體積相等,所以,F =ρ gV 可得圓柱體的體積:V=V =F/ρg=8N/1.0×103kg/m3×10N/kg=8×10-4 m3 ,

則圓柱體密度:ρ=m/V=G/Vg=12N/8×104m3×10N/kg=1.5×103 kg/m3 ;

(3)由圖象可知,圓柱體在剛浸沒時,下表面所處的深度:

h=7cm-3cm=4cm=0.04m,

圓柱體在剛浸沒時下表面受到的壓強:

p=ρ gh=1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×0.04m=400Pa

(4)由圖象可知,不考慮水面上升,圓柱體在剛浸沒時,

物體下降的高度7cm-3cm=4cm,則下表面所處的深度為h=4cm=0.04m,

因此剛浸沒時下表面受到的液體壓強:

P=ρ gh=1.0×103 kg/m3×10N/kg×0.04m=400Pa;

物體完全浸沒時排開水的體積:V =8×10-4 m3 ,

水面升高的深度:△h=V/S=8×104m3/100×104m2=0.08m;

水對容器底壓強的增加量:

△p=ρ g△h=1.0×103 kg/m3 ×10N/kg×0.08m=800Pa;

容器對水平支持面壓力的增加量:△F=F =8N;

容器對水平支持面壓強的增加量:△p′=△F/S=8N/100×104m2=800Pa。

練習冊系列答案
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(1)請根據(jù)圖甲所示電路圖將圖乙所示的實物電路連接完整(要求:滑動變阻器滑片左滑,電路中的電流增大,導線不允許交叉)。閉合開關前,應將滑動變阻器滑片滑到______ (選填“A”或“B”)端。

(2)滑動變阻器在本實驗中的作用是①____________。

(3)實驗中多次改變R的阻值,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片,使電壓表示數(shù)保持不變,記下電流表的示數(shù),得到如圖丙所示的電流I隨電阻R變化的圖像。

①由圖像可以得出結(jié)論:____________________________________________________________。

②上述實驗中,超超用5Ω的電阻做完實驗后,接下來的操作是,將10Ω的電阻接入電路,閉合開關,移動滑片。使電壓表示數(shù)為_________V時,讀出電流表的示數(shù)。

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