题目内容

【题目】边长为5cm的立方体物块A放在水中能漂浮在水面上,浸入水中的体积为总体积的五分之三,当与等体积的物块B绑在一起时,二者能悬浮在水中,已知g=10N/kg,水的密度为1×103kg/m3 , 请计算:
(1)物块A单独漂浮在水面上时所受浮力的大小;
(2)物块B的密度;
(3)单独将物块B放在水中时会沉入水底,此时B对杯底的压力.

【答案】
(1)解:物块A的体积为V=5cm×5cm×5cm=125cm3=1.25×104m3

物块A单独漂浮在水面上时所受浮力FgV=1.0×103kg/m3×10N/kg× ×1.25×104m3=0.75N,

答:物块A单独漂浮在水面上时所受浮力的大小为0.75N;


(2)解:当A、B绑在一块时,由阿基米德原理得二者受到的浮力为

F浮总gV排总=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×1.25×104m3=2.5N,

由平衡条件可知,

A漂浮时重力等于浮力,即GA=F=0.75N,

A、B悬浮时GA+GB=F浮总,则GB=F﹣GA=2.5N﹣0.75N=1.75N,

由G=mg可得,物块B的质量mB= = =0.175kg,

物块B的密度ρB= = =1.4×103kg/m3

答:物块B的密度为1.4×103kg/m3


(3)解:B受到的浮力FBgV=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.25×104m3=1.25N,

此时B对杯底的压力为B的重力减去B受到的浮力.

即F=GB﹣FB=1.75N﹣1.25N=0.5N

答:单独将物块B放在水中时会沉入水底,此时B对杯底的压力为0.5N.


【解析】(1)求出A的体积,根据有 露出水面求出浸入水中的体积;再利用F=ρgV求出浮力大小;(2)当A、B绑在一块时,由阿基米德原理得二者受到的浮力,根据漂浮时重力等于浮力可求得GA , 然后可知B的重力,结合重力公式和密度公式求得B的密度.(3)单独将物块B放在水中时会沉入水底,此时B对杯底的压力等于B的重力减去B受到的浮力.FgV可求得浮力.
【考点精析】认真审题,首先需要了解阿基米德原理(阿基米德原理:浸在液体中的物体受到向上的浮力,浮力的大小等于物体排开的液体所受的重力.这个规律叫做阿基米德原理,即 F= Ggv).

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