Question

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

 

，继续往容器中倒水，随着水的深度增加，水对容器底部的压强

 

．当水深增至8cm后，物块处于

 

（选填：漂浮、悬浮或下沉）状态．
（2）物块的重力是多少？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

分析：（1）看懂图象中随着水的深度的增大物体受到的浮力的变化规律，会用公式p=ρgh判断液体对容器底的压强变化，会根据图象判断出物体在水中的状态；
（2）根据物体处于漂浮状态，由图象找到物体的重力大小，用数学方法算出物体体积V，再根据公式ρ=

m

V

算出物体的密度；
（3）先算出容器对桌面的压力F，再用公式P=

F

S

算出容器对桌面的压强．

解答：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；由公式p=ρgh，随着水的深度增大，液体对容器底的压强增大；水的深度增大到8cm后，物块受到的浮力不再发生变化，所以物块处于漂浮状态；
故答案为：大、增大、漂浮．
（2）由图象可知，G=F_浮=8N，
物块的体积V=10cm×10cm×10cm=1×10^-3m³，
物块的密度ρ=

m

V

=

G

gV

=

8N

10N/kg×1×10-3m3

=0.8×10³kg/m³．
答：物块的重力为8N，密度为0.8×10³kg/m³．
（3）容器对桌面的压力F=G_水+G_容器=20N+4N=24N，
容器对桌面的压强P=

F

S

=

24N

200×10-4m2

=1200Pa．
答：容器对水平桌面的压强是1200Pa．

点评：看懂图象是学习物理的一项基本能力；计算物体密度的公式是ρ=

m

V

，液体压强的公式是P=ρgh，压强的通用公式是P=

F

S

；求容器对桌面的压强，要先求出容器对桌面的压力F，再求压强P．