Question

4．如圖甲所示，一彈簧測(cè)力計(jì)下掛一圓柱體，從盛有水的燒杯上方離水面某一高度處開始緩慢下降，下降過程中彈簧測(cè)力計(jì)示數(shù)F隨圓柱體下降高度h變化的圖象如圖乙，由圖可知，從圓柱體底面接觸水面到圓柱體剛好全部浸入水中，重力所做的功是0.48J，圓柱體浸入水中四分之三時(shí)所受的浮力為6N．

Answer 1

分析 由題知，物體緩慢下落，整個(gè)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(cè)力計(jì)讀數(shù)F隨圓柱體下降高度h的變化關(guān)系．
（1）分析圖象物體還未浸入水中，由二力平衡知此時(shí)彈簧對(duì)圓柱體的拉力等于物重；
（2）分析圖象，物體全部浸沒水中，對(duì)物體受力分析求其受到的浮力，再求圓柱體浸入水中四分之三時(shí)所受的浮力．

解答 解：由圖象可知，當(dāng)h=0時(shí)，物體所受拉力與重力平衡，則G=F=12N；
當(dāng)拉力F=4N時(shí)，圓柱體全部沒入水中，此時(shí)物體下降高度為h=7cm-3cm=0.04m
故重力做功為：W=Gh=12N×0.04m=0.48J；
當(dāng)圓柱體全部浸入水中時(shí)，圓柱體受到重力、拉力和浮力，處于平衡狀態(tài)，如圖：

則所受浮力為：F_浮=G-F_拉=12N-4N=8N，
故圓柱體浸入水中四分之三時(shí)所受的浮力：
F_浮′=$\frac{3}{4}$×8N=6N
故答案為：0.48；6．

點(diǎn)評(píng) 本題用到的知識(shí)點(diǎn)有功、力的平衡、受力分析等，考查學(xué)生結(jié)合圖象對(duì)所學(xué)知識(shí)進(jìn)行綜合分析的能力，難度較大．