题目内容
【题目】如图甲所示,水平面上有一底面积为5.0×10﹣3m2的圆柱形薄壁容器,容器中装有质量为0.5kg的水.现将一个质量分布均匀、体积为5.0×10﹣5m3的物块(不吸水)放入容器中,物块漂浮在水面上,物块浸入水中的体积为4.0×10﹣5m3 . (g取10N/kg,水的密度ρ水=1.0×103kg/m3)
(1)求物块受到的浮力大小;
(2)求物块的密度;
(3)用力缓慢向下压物块使其恰好完全浸没在水中(水未溢出)如图乙,求此时水对容器底的压强.
【答案】
(1)解:已知V排=4.0×10﹣5m3,
则F浮=ρ水gV排=1.0×103kg/m3×10N/kg×4×10﹣5m3=0.4N
(2)解:由于物块漂浮在水面上,则物块的重力G=F浮=0.4N,
则质量m= = =0.04kg;
物块的密度ρ= = =0.8×103kg/m3;
(3)解:由ρ= 得水的体积为V水= = =5×10﹣4m3,
物块使其恰好完全浸没在水中,水和物块的总体积V=V水+V物=5×10﹣4m3+5×10﹣5m3=5.5×10﹣4m3
则水的深度为h= = =0.11m,
所以水对容器底的压强:
p=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.11m=1.1×103Pa
【解析】答:(1)物块受到的浮力大小为0.4N;(2)物块的密度为0.8×103kg/m3;(3)此时水对容器底的压强1.1×103Pa. (1)已知浸入水中的木块体积(排开水的体积),利用阿基米德原理求所受浮力.(2)由于物块漂浮在水面上,根据漂浮条件可知物块的重力,求出质量,利用ρ= 求出物块的密度;(3)利用ρ= 求出水的体积,即可求出物块使其恰好完全浸没在水中,水和物块的总体积,已知容器底面积求出水的深度h,根据p=ρgh即可求出水对容器底的压强.