Question

【題目】如圖甲所示，用彈簧測力計通過細線拉著正方體物塊緩慢浸入某未知液體中，物塊受到的拉力F與其下表面浸入液體中的深度h之間的關系如圖乙所示，則物塊受到的重力為_______N，物塊剛好浸沒在液體中時其下表面浸入的深度為________cm，未知液體的密度為_________kg/m3。（g取10N/kg）

Answer 1

【答案】15 10 0.9×103

【解析】

物塊在浸入液體前，即h=0cm時，受力情況是重力G與拉力F，由于物塊處于平衡狀態，所以有G=F，而由圖乙知，當h=0cm時，F=15N，故物塊受到的重力G=15N；

物塊在液體中受到三個力的作用，分別是重力G、拉力F和浮力F浮，由于物塊處于平衡狀態，所以這三個力滿足的關系是F+F浮=G，根據阿基米德原理知，在物塊浸沒前，F浮隨h增大而增大，則拉力F將減小；而在物塊浸沒后，F浮保持不變，拉力F將不變；據此并結合圖乙可以推得當h=10cm時，物塊剛好浸沒在液體中，此時的拉力F=6N，由F+F浮=G得F浮=G-F=15N-6N=9N，又物塊的體積為V=h3=(10cm)3=10-3m3，由F浮=ρ液gV排=ρ液gV得未知液體的密度為。