题目内容

(2000?北京)木块A漂浮在容器中的水面上,它的上面放有一块石块B,如图所示,此时木块A排开水的体积为V1.若将石块B从木块A上取下,放入水中,静止时,木块A和石块B排开水的总体积为V2.已知V1-V2=2分米3,木块A的体积为4分米3,石块B的密度为3×103千克/米3,g=10牛/千克.则容器底对石块B的支持力为(  )
分析:如图,因为A和B漂浮在水面上,F=G=G;将石块B从木块A上取下,放入水中,静止时,木块漂浮、石块下沉,可求二者受到的浮力F′=G=GA+F浮B,联立方程组求出B的体积;
B沉入水底,受到的重力等于浮力加上支持力,利用阿基米德原理、重力公式和密度公式求出物体B重和受到的浮力,从而可求容器底对B的支持力.
解答:解:如图,A和B漂浮在水面上,
FV1g=GA+GB=GABVBg,--------①
将石块B从木块A上取下,放入水中,静止时,木块漂浮、石块下沉,二者受到的浮力:
F′=ρV2g=GA+F浮B=GAVBg,--------②
①-②得:
ρBVBg-ρVBg=ρV1g-ρV2g,
VB=
ρ(V1-V2)
ρB-ρ
=
1g/cm3×2dm3
3g/cm3-1g/cm3
=1dm3=0.001m3
B在水中下沉,静止时,受到的重力等于浮力加上支持力,即F浮B+F=GB
F浮BVBg=1×103kg/m3×1000×10-6m3×10N/kg=10N,
GBBVBg=3×103kg/m3×1000×10-6m3×10N/kg=30N,
∴F=GB-F浮B=30N-10N=20N.
故选B.
点评:本题考查了学生对重力公式、密度公式、阿基米德原理、物体的漂浮条件的掌握和运用,分析题意“将石块B从木块A上取下,放入水中,静止时,木块漂浮、石块下沉”得出二者受到的浮力F′=G=GA+F浮B是本题的关键.
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