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物=5cm×5cm×5cm=125cm3=1.25×10﹣4m3,
物块A单独漂浮在水面上时所受浮力F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg× ×1.25×10﹣4m3=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=ρ水gV排总=1.0×103kg/m3×10N/kg×2×1.25×10﹣4m3=2.5N,
由平衡条件可知,
A漂浮时重力等于浮力,即GA=F浮=0.75N,
A、B悬浮时GA+GB=F浮总,则GB=F总﹣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FB=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×1.25×10﹣4m3=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压=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浮=ρgV排求出浮力大小;(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.F浮=ρ水gV排可求得浮力.
【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浮= G排 =ρ液gv排).