小宁同学在探究浸在液体中的物体所受浮力的规律时,他先将弹簧测力计一端固定,另一端挂一合金块A,并放在大烧杯中但没有接触杯底,然后往烧杯中注水,发现弹簧测力计的示数变化如
问题描述:
小宁同学在探究浸在液体中的物体所受浮力的规律时,他先将弹簧测力计一端固定,另一端挂一合金块A,并放在大烧杯中但没有接触杯底,然后往烧杯中注水,发现弹簧测力计的示数变化如图所示.
求:(1)合金块A受到的重力.
(2)合金块A受到的最大浮力.
(3)合金块A的密度.
(4)根据图中弹簧测力计的示数变化情况,你能得出什么规律?
答
(1)由图象可知,AB段,当合金块未浸入水,弹簧测力计示数为36N,
此时合金块处于空气中,根据二力平衡条件可知,G=F示=36N.
(2)CD段,弹簧测力计示数不变,说明此时合金块已经浸没在水中,
F浮=G-F示′=36N-26N=10N.
(3)∵F浮=ρ水V排g,
∴V排=
=F浮
ρ水g
=1×10-3m3,10N 1.0×103kg/m3×10N/kg
∵合金块是全部浸没,
∴V合金=V排=1×10-3m3,
m=
=G g
=3.6kg,36N 10N/kg
ρ合金=
=m V合金
=3.6×103kg/m3;3.6kg 1×10−3m3
(4)分析图象B~D,测力计读数变小、不变,因为F浮=G-F示,所以合金块受到的浮力先变大、后不变,即:物体在浸没前,浮力与浸入的体积有关;浸没后浮力不变.
答:(1)合金块A受到的重力为36N;
(2)合金块A受到的最大浮力为10N;
(3)合金块A的密度为3.6×103㎏/m3
(4)物体在浸没前,浮力与浸入的体积有关;浸没后浮力不变.