在物理實驗*作考核中，水平桌面上放置底面積為100cm2的圓柱形容器（不計容器壁厚度），內有12cm的水（如...

問題詳情：

 在物理實驗*作考核中，水平桌面上放置底面積為100cm2的圓柱形容器（不計容器壁厚度），內有12cm的水（如圖*），某考生用*簧測力計懸掛一金屬圓柱體，從液麵開始緩慢浸入水中，拉力F與圓柱體下表面到水面距離h的變化關係如圖乙所示，當圓柱體下表面距液麵為10cm時，系圓柱體的細線恰好鬆開，圓柱體沉入容器底部（水未溢位）．如圖內所示（g取10N/kg），求：

（1）圓柱體浸沒在水中時所受到的浮力；

（2）圓柱體的體積；

（3）圓柱體沉入底部時，水對容器底部的壓強。

【回答】

（1）1N；（2）100cm3；（3）1.3×103Pa

【解析】分析：（1）根據圖象分析出物體的重力和完全浸沒時的拉力，根據公式 求出圓柱體浸沒在液體中所受的浮力；

（2）根據的變形公式可以求出V排，就是圓柱體的體積；

（3）根據的變形公式可以求出液麵上升的高度，然後求出液麵最後的高度，在根據就可以求出水對容器底部的壓強。

【解答】解：（1）由影象知，當h=0時，此時測力計的示數等於圓柱體的重力，即G=3N，

當h≥5cm時，測力計的示數不變，說明此時圓柱體完全浸沒，此時測力計的示數F′=2N，

則圓柱體浸沒在液體中所受的浮力：；

（2）圓柱體浸沒時排開水的體積：，圓柱體完全浸沒，所以圓柱體的體積是；

（3）從圖乙可以看出，當h≥5cm時，測力計的示數不變，說明此時圓柱體完全浸沒，液麵上升的高度為，

此時液麵的總深度，

則水對容器底部的壓強。

答：（1）圓柱體浸沒在液體中所受浮力是1N；

（2）圓柱體的體積是；

（3）圓柱體沉入底部時，水對容器底部的壓強是。

【點睛】本題是一道有關浮力知識的計算題，同時涉及到了有關固體壓強和密度的計算，能夠通過影象確定物體的重力和浸沒時的浮力是解決此題的關鍵，（3）問中關鍵能分析出液麵的總深度，這是此題的難點。

知識點：壓強和浮力單元測試

題型：計算題