用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水)如图甲,然后将其逐渐浸入水中,如图乙是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中的深度变化情况,求:(g取

问题描述:

用一弹簧测力计挂着一实心圆柱体,圆柱体的底面刚好与水面接触(未浸入水)如图甲,然后将其逐渐浸入水中,如图乙是弹簧测力计示数随圆柱体逐渐浸入水中的深度变化情况,求:(g取10N/kg)

(1)圆柱体受的最大浮力;
(2)圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强;
(3)圆柱体的密度.

(1)由图可知,圆柱体重G=2N,
∵当圆柱体全浸入时,弹簧测力计的示数F′=1.5N,
∴圆柱体受到的最大浮力(全浸入时):
F=G-F′=2N-1.5N=0.5N;
(2)由图知,圆柱体刚浸没时下表面所处的深度:
h=12cm=0.12m,
圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强:
p=ρgh=1×103kg/m3×10N/kg×0.12m=1200Pa;
(3)圆柱体的质量:
m=

G
g
2N
10N/kg
=0.2kg,
∵圆柱体全浸入时圆柱体受到的浮力:
Fgvgv,
∴圆柱体的体积:
v=
F
ρg
0.5N
103kg/m3×10N/kg 
=5×10−5m3

ρ
m
v
0.2kg
10−5m3
=4×103kg/m3

答:(1)圆柱体受的最大浮力为0.5N;
(2)圆柱体刚浸没时下表面受到的液体压强为1200Pa;
(3)圆柱体的密度约为4×103kg/m3