题目内容

2.物理兴趣小组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,放一个边长为10cm的正方体物块,然后逐渐向容器中倒水(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浮,并绘制了如图2所示的图象.请你解答下列问题(g取10N/kg).
(1)分析图象可知,水的深度由0逐渐增加到8cm前的过程中,物块受到浮力变大(变大、变小、不变,下同),这一过程中物块对容器底部的压强变小.
(2)当容器中水深达到12cm时,物块处于什么状态漂浮. 此时物块受到的浮力为8N.
(3)通过计算得出物块的密度是多少kg/m3?

分析 (1)看懂图象中随着水的深度的增大物体受到的浮力的变化规律,利用公式p=$\frac{F}{S}$判断物块对容器底部的压强变化;
(2)从图象看,当水深达到8cm后,物块的浮力不再增加,比较水深与物块的边长可以看出它此时的浮沉状况;然后根据图象得出浮力大小;
(3)确定了物块漂浮,便可根据图中的浮力得出物块的重力,再利用密度公式即可求出物块的密度.

解答 解:(1)由图象可知:水的深度由0逐渐增加到8cm的过程中,物块受到的浮力越来越大;
物块受到的浮力越来越大,对容器底的压力越来越小,而受力面积不变,根据p=$\frac{F}{S}$可知物块对容器底部的变小;
(2)由图可知,当水深增至8cm以后,浮力不再变化,且此时的水深小于物块的边长10cm,因此,说明物块处于漂浮状态;
由图象可知,此时物块受到的浮力F浮=8N;
(3)因为物块漂浮,所以G=F浮=8N,
根据G=mg和ρ=$\frac{m}{V}$可得,物块的密度:ρ物=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{g{L}^{3}}$=$\frac{8N}{10N/kg×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=0.8×103kg/m3.
故答案为:
(1)变大;变小;
(2)漂浮;8;    
(3)物块的密度是0.8×103kg/m3.

点评 阅读图象,从中获取有用的数据是本题解决的关键.其中通过比较水深与物块边长判断物块的浮沉状况,决定了能否顺利求出物块的重力与密度,值得我们学习与借鉴.

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