Question

【題目】如圖甲所示，圓柱體石塊在鋼繩拉力的作用下從水面上方以恒定的速度下降，直至全部沒入水中，如圖乙所示是鋼繩拉力隨圓柱體下降高度h變化的圖象。(g=10N/kg，ρ水=1．0×103kg/m3)，求：

（1）根據圖乙回答，圓柱體石塊的重力是 ________ N，浸沒時的拉力是________N。

（2）圓柱體石塊全部沒入水中時受到浮力是多少?____

（3）圓柱體石塊的體積是多少?____

（4）圓柱體石塊的密度是多少?____

（5）圓柱體石塊在剛浸沒時，下表面受到水的壓強是多少?____

Answer 1

【答案】1400N 900N 500N 0.05m3 2.8×103kg/m3 10000Pa

【解析】

(1) [1] 由圖象知道，當h=0～1m時，彈簧測力計示數為1400N，此時圓柱體石塊處于空氣中，圓柱體石塊重力是：

G=F拉 =1400N，

[2] 由圖象知道，當h=2m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，彈簧測力計的示數是：

F′=900N；

(2)由稱重法知道，圓柱體石塊完全浸入水中時，圓柱體受到的浮力是：

F浮 =G-F′=1400N-900N=500N；

(3) 因為圓柱體浸沒時排開水的體積和自身的體積相等，由知道，圓柱體的體積是：

=0.05m3

(4) 由知道， 圓柱體石塊的密度是：

=2.8×103kg/m3；

(5) 由圖象知道，圓柱體在剛浸沒時，下表面所處的深度是：

h=2m-1m=1m

下表面受到的水的壓強是：

p=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×1m=10000Pa

答：(1) 圓柱體石塊的重力是1400N，浸沒時的拉力是900N；

(2) 圓柱體石塊全部沒入水中時受到浮力是500N；

(3) 圓柱體石塊的體積是0.05m3；

(4) 圓柱體石塊的密度是2.8×103kg/m3；

(5) 圓柱體石塊在剛浸沒時下表面受到水的壓強是10000Pa。