Question

20．如圖甲所示，某同學(xué)用已調(diào)好的彈簧測(cè)力計(jì)，測(cè)量粗細(xì)均勻的圓柱體在水中受到的浮力與哪些因素有關(guān)．實(shí)驗(yàn)過(guò)程時(shí)，記下測(cè)力計(jì)移動(dòng)的高度h和對(duì)應(yīng)的讀數(shù)F，并描出F-h圖象如圖乙所示．
（1）圓柱體受到的浮力為多少N？．
（2）當(dāng)圓柱體在水中完全被淹沒(méi)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)它所做的功為多少J？

Answer 1

分析 （1）分析圖象，由二力平衡的條件可知，離開(kāi)水面時(shí)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)圓柱體的拉力等于物重；得出圓柱體離開(kāi)底部淹沒(méi)時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)即可利用稱(chēng)重法求出浮力；
（2）分析圖象可知圓柱體在水中完全被淹沒(méi)時(shí)圓柱體升高的高度，利用W=Fh即可求出測(cè)力計(jì)對(duì)它所做的功．

解答 解：
（1）由圖可知圓柱體離開(kāi)水面時(shí)時(shí)彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)圓柱體的拉力為20N，則由二力平衡的條件可知，G=20N；
圓柱體離開(kāi)底部淹沒(méi)時(shí)測(cè)力計(jì)的示數(shù)為F=12N；
則浮力F_浮=G-F_示=20N-12N=8N；
（2）由圖象可知，當(dāng)h=5cm時(shí)，圓柱體被提起，當(dāng)h=10cm時(shí)，圓柱體開(kāi)始露出水面；
則當(dāng)圓柱體在水中完全被淹沒(méi)時(shí)，圓柱體上升的高度為△h=10cm-5cm=5cm=0.05m，
測(cè)力計(jì)對(duì)它所做的功W=F△h=12N×0.05m=0.6J．
答：（1）圓柱體受到的浮力為8N．
（2）當(dāng)圓柱體在水中完全被淹沒(méi)時(shí)，彈簧測(cè)力計(jì)對(duì)它所做的功為0.6J．

點(diǎn)評(píng) 本題是考查物體的浮力、功的計(jì)算等，關(guān)鍵是考查學(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．