题目内容

物理兴趣小组的同学对物体的浮沉条件进行研究,在一个重为4N、底面积为200cm2'的圆柱形薄壁玻璃容器底部,放入一个边长为10cm的正方体物块,然后逐渐向容器中倒水(水始终未溢出).通过测量容器中水的深度h,分别计算出该物块所受到的浮力F,并绘制了如图所示的图象(g=10N/kg).则
(1)当容器中的水深为12cm时,物块受到的浮力为多少?
(2)物块的重为多少?
(3)当物块浸在水中,且容器中盛有重28N的水,此时容器对水平面的压强为多少?
分析:(1)观察图象中一开始的变化趋势可以看出,浮力在逐渐增大,当水深达到8cm后,物块的浮力不再增加,此时物体处于漂浮状态,受到的浮力不变;
(2)根据物体漂浮条件求出物块的重力;
(3)容器对水平面的压力等于水和物块以及容器的重力之和,根据压强公式求出此时容器对水平面的压强.
解答:解:(1)由图象可知,当容器内水深8cm以后,物体处于漂浮状态状态,受到的浮力不变,
∴当容器中的水深为12cm时,物块受到的浮力F=8N;
(2)∵物体漂浮时受到的浮力和自身的重力相等,
∴物块的重力G=F=8N;
(3)当物块浸在水中,且容器中盛有重28N的水时,容器对水平面的压力:
F=G+G+G=28N+8N+4N=40N,
容器对水平面的压强:
p=
F
S
=
40N
200×10-4m2
=2000Pa.
答:(1)当容器中的水深为12cm时,物块受到的浮力为8N;
(2)物块的重为8N;
(3)当物块浸在水中,且容器中盛有重28N的水,此时容器对水平面的压强为3000Pa.
点评:本题考查了浮力、物重和压强的计算,关键是看明白图象所表示的意义,要注意水平面上物体的压力和自身的重力相等,同时注意单位的换算.
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