题目内容

(2008?宣武区二模)一个底面积为S的烧杯装有一定质量的水,将一木块放入水中静止时如图甲所示,烧杯中水深为h1;将一小正方体石块放在木块上,如图乙所示,烧杯中水深为h2;若将石块放入水中,如图7丙所示,烧杯中水深为h3.则关于石块的质量m、体积V石、石块的密度ρ石、石块放入烧杯后对杯底的压力F,下列判断正确的是(  )
分析:由甲乙图先求出石块放在木块上时比放木块多排开液体的体积,根据浮力公式求出石块放在木块上时受到的浮力;因两次木块漂浮,求出此时石块受到的浮力即为石块的重力;根据G=mg求出石块的质量.
由甲丙两图求出小石块的体积,及石块放入水中受到的浮力;根据ρ=
m
v
求出石块的密度;根据小石块受到的重力与浮力之差就是石块对杯底的压力,求出石块放入烧杯后对杯底的压力F即可选出答案.
解答:解:由甲乙图可知,石块放在木块上时比单独放木块时多排开液体的体积:
V=(h2-h1)S,
此时木块增加的浮力:
△F木=ρ水gV=ρ水g(h2-h1)S
∵木块和石块放在木块上时的木块漂浮,
∴小石块的重力:
G石=△F木=ρ水g(h2-h1)S
小石块的质量:
m=
G
g
=
F石
g
=ρ水(h2-h1)S;
由甲丙两图可知:
小石块的体积:
V石=(h3-h1)S
小石块在水中受到的浮力:
F石′=ρ水gV排=ρ水g(h3-h1)S
小石块的密度:
ρ石=
m石
V石
=
ρ水(h2-h1)S  
(h3-h1)S 
=
h2-h1
h3-h1
ρ水
小石块受到的重力与浮力之差就是石块对杯底的压力:
F=G石-F石′=ρ水g(h2-h1)S-ρ水g(h3-h1)S=ρ水g(h2-h3)S
故选BC.
点评:本题考查了学生分析获得所给图中信息,利用浮沉条件和密度公式解决问题的能力;求出石块的质量、体积以及知道石块对杯底产生压力的原因是解决本题的关键.
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