Question

【题目】在弹簧测力计悬挂一圆柱体，从盛水的烧杯上方某一高度缓慢下降，圆柱体浸没后继续下降，直到圆柱体底面与烧杯底部将要接触为止（水未溢出），如图所示是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h变化的图象。求：

（1）分析图象可知，圆柱体重力是 N；
（2）圆柱体浸没在水中时，受到的浮力是 N；
（3）圆柱体的密度是 kg/m3（g=10N/kg）；
（4）在圆柱体浸没后逐渐下降的过程中，水对烧杯底的压力 ，烧杯底对桌面的压强 （选填“变大”“变小”或“不变”）。

Answer 1

【答案】
（1）12
（2）8
（3）1.5×103
（4）不变；不变
【解析】解：（1）由图象可知，当h=0时，弹簧测力计示数为12N，
此时圆柱体处于空气中，根据二力平衡条件可知，G=F拉=12N；
（2）从h=7cm开始，弹簧测力计示数不变，说明此时圆柱体已经浸没在水中，对圆柱体受力分析可知，
F浮=G﹣F拉=12N﹣4N=8N；
（3）由阿基米德原理F浮=ρ液V排g得：

因为物体是全部浸没，所以V物=V排=8×10﹣4m3 ，
由公式G=mg可求出物体的质量，

（5）在圆柱体浸没后逐渐下降的过程中，排开水的体积不变，液面不再上升，所以水对容器底的压强和压力都不变；烧杯底对桌面的压力不变，压强不变。
故答案为：（1）12；（2）8；（3）1.5×103；（4）不变；不变。
由题知，物体缓慢下落，整个过程中物体受力平衡，图象反映的是圆柱体下降过程中弹簧测力计读数F随圆柱体下降高度h的变化关系：
（1）分析图象AB段，物体还未浸入水中，由二力的平衡知此时弹簧对圆柱体的拉力即为物重；

（2）分析图象CD段，物体全部浸没水中，对物体受力分析（如右图所示）求其受到的浮力；
（3）由阿基米德原理求出V排 ， V物=V排；由公式G=mg求出质量，再由ρ=求出物体的密度；
（4）设想情景，CD段表明物体全部浸没液体中，随着圆柱体逐渐下降，液面不再上升，分析水对烧杯底的压力和压强变化。