Question

【题目】如图甲，一实心长方体G沿竖直方向以0.2m/s的速度匀速上升的情景，图乙是G从水底上升到水面之后这个过程细绳对G的拉力F随时间t变化的图象（水的密度为ρ水=1.0×103kg/m3）．求：
（1）长方体G浸没在水中时受到的浮力；
（2）长方体G的密度；
（3）长方体在水底时，水底受到水的压强．

Answer 1

【答案】
（1）解：长方体G浸没在水中时受到的浮力：

F浮=G﹣F1=18N﹣8N=10N；

答：长方体G浸没在水中时受到的浮力为10N

（2）解：根据G=mg，物体G的质量：

m= 1.8kg，

物体G的体积：

V=V排= =1×10﹣3 m3；

物体G的密度：

ρ= =1.8×103kg/m3；

答：长方体G的密度为1.8×103kg/m3

（3）解：物体从水底上升到C后开始脱离水面，由图知，经历的时间t=15s，水的深度：

h=Vt=0.2m/s×15s=3m，

水底受到水的压强：

P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×3m=3×104Pa．

答：长方体在水底时，水底受到水的压强为3×104Pa．

【解析】图乙是G从水底上升到水面之后这个过程细绳对G的拉力F随时间t变化的图象，AB段拉力大小不变，根据拉力F=G﹣F浮 ， 浮力不变，即物体浸没在水中向上运动，从图象可以看出物体浸没在水中拉力F1 ， BC段表示拉力逐渐变大，由F=G﹣F浮 ， 表示浮力逐渐变小，即排开水的体积逐渐变小，即表示物体露出水面的过程； 从C点开始，拉力大小不变，表示物体开始脱离水面，此时物体受到的拉力等于重力．（1）根据F浮=G﹣F1=求长方体G浸没在水中时受到的浮力：（2）由G=mg求物体的质量，根据阿基米德原理求物体排开水的体积即物体的体积，根据密度公式求密度；（3）由图可判断物体从水底上升到C后开始脱离水面，由图知经历的时间t，根据h=Vt求水的深度，根据P=ρgh求水底受到水的压强．
【考点精析】认真审题，首先需要了解密度的计算(密度公式：ρ = m/v)，还要掌握液体的压强的计算(液体内部压强的公式：p=ρgh ρ指密度,单位kg/m3,g=9.8N/kg, h指深度,单位:m,压强单位(Pa) 注意：h 指液体的深度，即某点到液面的距离)的相关知识才是答题的关键．