Question

【题目】某物理兴趣小组同学对物体的浮沉条件进行研究，在一个重为4N，底面积为200cm2的圆柱形薄壁玻璃容器底部，放一个边长为10cm的正方体物块，然后逐渐向容器中倒水（始终未溢出）．通过测量容器中水的深度h，分别计算出该物块所受到的浮力F浮，并绘制了如图所示的图象．请你解答下列问题（g取10N/kg）．

（1）分析图象可知，水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中，物块受到的浮力越来越 ，当水深增至8cm后，物块处于 （选填“漂浮”“悬浮”或“下沉”）状态．

（2）物块的密度是多少？

（3）将物块取出后，若容器中水的重力为20N，此时容器对水平桌面的压强是多少？

Answer 1

【答案】（1）大；漂浮；

（2）密度为0.8×103kg/m3；

（3）容器对水平桌面的压强是1200Pa

【解析】

试题分析：（1）由图可知随着水的深度增大物体受到的浮力变化规律以及受到的最大浮力，知道正方体的边长可求体积，根据阿基米德原理求出木块完全浸没时受到的浮力，然后与木块受到的最大浮力相比较确定当水深增至8cm后木块的状态；

（2）物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等，根据G=mg和ρ=求出木块的密度；

（3）将物块取出后，容器对水平桌面的压力等于水和容器的重力之和，根据p=求出容器对水平桌面的压强．

解：（1）由图象可知：水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中，物块受到的浮力越来越大；

当水深增至8cm后，受到的浮力8N，

木块的体积：

V=L3=（10cm）3=1000cm3=1×10﹣3m3，

木块浸没时受到的浮力：

F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1×10﹣3m3=10N＞8N，

所以，木块处于漂浮状态；

（2）因物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等，

所以，木块的重力：

G=F浮′=8N，

木块的密度：

ρ====0.8×103kg/m3；

（3）容器对桌面的压力：

F=G水+G容=20N+4N=24N，

容器对桌面的压强：

p===1200Pa．

答：（1）大；漂浮；

（2）密度为0.8×103kg/m3；

（3）容器对水平桌面的压强是1200Pa．