如图所示，在水平地面上有一个装有水的圆柱型容器（水的深度不变），一物体浸没在容器底部（非密合），现用弹簧测力计将物体缓慢拉出。弹簧测力计的示数为F，物体下表面距容器底的距离为h，F与h的关系如图所示，求；（g取10N/kg。ρ_水＝1.0×l0³kg/m）

（1）物体浸没在水中所受的浮力；

（2）物体的密度；

（3）物体上表面刚出水面时，水对下表面产生的压强。

答案

解：

（1）分析图象数据可可知：物体A处于浸没时，弹簧测力计的示数为4N，物体离开水面后弹簧测力计的示数不变，为12N，则物体重力G＝12N；

所以，物体浸没在水中所受的浮力：F_浮＝G﹣F＝12N﹣4N＝8N；

（2）根据F_浮＝ρ_液gV_排可得，物体的体积：

V＝V_排＝＝＝8×10^﹣4m³；

由G＝mg得，物体质量：

m＝＝＝1.2kg，

则物体的密度：

ρ＝＝＝1.5×10³kg/m³；

（3）由于圆柱形容器中水的深度不变，由图象数据可知：物体的高度L＝8cm﹣5cm＝3cm＝0.03m，

则物体上表面刚出水面时下表面所处的深度h＝L＝0.03m，

所以水对下表面的压强为：

p＝ρ_水gh＝1.0×10³kg/m³×10N/kg×0.03m＝300Pa。

答：（1）物体浸没在水中所受的浮力为8N；

（2）物体的密度为1.5×10³kg/m³；

（3）物体上表面刚出水面时，水对下表面产生的压强为300Pa。

【分析】（1）根据图象可知：物体完全浸没在水中弹簧测力计的示数为4N，物体离开水面后弹簧测力计的示数不变，为12N，则此时测力计的示数为物体重力；根据F_浮＝G﹣F即可求出浮力；

（2）根据F_浮＝ρ_液gV_排求出物体的体积；然后根据G＝mg求出物体质量，利用ρ＝求出物体的密度；

（3）由于圆柱型容器中水的深度不变，则根据图象可知物体的高度，由此可知物体上表面刚出水面时下表面所处的深度，然后p＝ρgh可以求出对下表面产生的压强。

【点评】本题考查阿基米德原理、密度公式、重力公式和称重法求浮力等，关键是知道物体完全浸没时排开水的体积和物体本身的体积相等，注意水面的深度不变，据此可求出物体的高度。