Question

【题目】（7分）边长为10cm的立方体物块（ρ物<ρ水）放入圆柱形容器底部，如图1所示．逐渐向容器内倒入水（水未溢出），测量容器内水的深度h，分别计算出该物块对应受到的浮力F浮，并绘制了如图2（实线）所示的图像．

（1）在水中，h=12cm时，物块处于 状态（选填“漂浮”、“悬浮”、“沉底”），物块重为 N．

（2）未倒水前物块对容器底部的压强为 Pa，物体的密度为 kg/m3．

（3）更换一种液体重复上述实验，绘制了如图2（虚线）所示的图像．h=12cm时，物块处于 状态（选填“漂浮”、“悬浮”、“沉底”），液体的密度为 kg/m3．当h=12cm时，水中物块的重力势能 液体中物块的重力势能．（选填“>”、“<”、“=”）

Answer 1

【答案】（1）漂浮 8 （2）800 0.8×103 （3）沉底 0.7×103 >

【解析】

试题分析：（1）在水中，h=12cm时，由于（ρ物<ρ水）所以物体只能处于漂浮状态，由图示可知，物体的重力等于最大的浮力为8N；(2)未倒入水时，物体全部压在容器底部，对容器底的压力为8N，由物体块的边长可求出受力面积为0.01m2，所以未倒水前物块对容器底部的压强为800 Pa，物体的体积为0.001m3，所以物体的密度为0.8×103 kg/m3；（3）当加入10cm深的液体时，浮力为7N，小于重力，再加入液体时，浮力不再变化，所以h=12cm时，物块处于沉底状态，所受的浮力为7N，所以可求出液体的密度为0.7×103 kg/m3；由于液体的密度小于水的密度，所以当h=12cm时，水中物块的重力势能大于液体中物块的重力势能。