Question

4．在一个重为4N，底面积为200cm²的圆柱形薄壁容器底部，放一个边长为10cm的正方体，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，计算出该物块所受到的浮力F_浮，绘制了如图所示的图象．请解答下列问题．
（1）物块的重力是多少？
（2）物块的密度是多少？
（3）若容器中注入水的重力为20N，此时容器对水平桌面的压强是多少？

Answer 1

分析 （1）根据物体处于漂浮状态，由图象找到物体的重力大小；
（2）用数学方法算出物体体积V，再根据公式ρ=$\frac{m}{V}$算出物体的密度；
（3）先算出容器对桌面的压力F，再用公式p=$\frac{F}{S}$算出容器对桌面的压强．

解答 解：（1）由图象可知，G=F_浮=8N，
（2）物块的体积V=10cm×10cm×10cm=1×10^-3m³，
物块的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{gV}$=$\frac{8N}{10N/kg×1×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=0.8×10³kg/m³．
（3）容器对桌面的压力F=G_水+G_容器+G_木=20N+4N+8N=32N，
容器对桌面的压强p=$\frac{F}{S}$=$\frac{32N}{2×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=1600Pa．
（1）物块的重力是8N；
（2）物块的密度是0.8×10³kg/m³；
（3）若容器中注入水的重力为20N，此时容器对水平桌面的压强是1600Pa．

点评 看懂图象是学习物理的一项基本能力；计算物体密度的公式是ρ=$\frac{m}{V}$，液体压强的公式是p=ρgh，压强的通用公式是p=$\frac{F}{S}$；求容器对桌面的压强，要先求出容器对桌面的压力F，再求压强p．