Question

【題目】如圖所示，一底面積為4×10-3m2的圓柱體靜止在水平桌面上。用彈簧測力計掛著此圓柱體從盛水的燒杯上方某一高度緩慢下降，燒杯中原來水的深度為20cm。圓柱體浸沒后繼續(xù)下降，直到圓柱體底面與燒杯底部接觸為止，整個過程所用時間為10s。圖15是圓柱體下降過程中彈簧測力計讀數F隨圓柱體下降高度h變化的圖像。（取g=10N/kg） 求：

（1）此圓柱體的重力是多少？

（2）圓柱體未浸入水中時，燒杯底部受到水的壓強是多少？

（3）圓柱體浸沒在水中時，受到的浮力是多少？

（4）圓柱體的體積是多少？

（5）圓柱體的密度是多少？

（6）圓柱體在整個運動過程中的平均速度是多少？

（7）圓柱體靜止在水平地面上時對地面的壓強是多少？

Answer 1

【答案】(1)12N(2)2×103Pa(3)4N(4)4×10-4m3(5) 3×103 kg/m3(6)0.026m/s(7)3×103 Pa

【解析】

(1)由圖可知,彈簧測力計示數為12N,此時圓柱體在空氣中,根據二力平衡條件可知,G=F示=12N；

(2)因圓柱體未浸入水中,因此受到的液體壓強P=ρ水gh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2Pa，

(3)從h=14cm開始，彈簧測力計示數不變，說明此時圓柱體已經浸沒在水中，則對圓柱體受力分析可知，F浮=GF示=12N8N=4N；

(4)圓柱體體積V=V排===4×104m3

(5)由公式G=mg可求出物體的質量：m===1.2kg，ρ物===3×103kg/m3

(6)圓柱體在整個運動過程中的平均速度v===0.026m/s.

(7) 由圖可知,彈簧測力計示數為12N,G=12N. 圓柱體靜止在水平地面對地面的壓力為F=G=12N，圓柱體的底面積是4×10-3m2，則圓柱體靜止在水平地面上時對地面的壓強為：

P=3.