Question

5．如图，把一质量为60g的石块，放在盛有20mL水的量筒中，水面上升到如图的位置，此时测得量筒内水深10cm，g=10N/kg，求：
（1）石块的重力；
（2）石块的密度；
（3）放入石块后水对量筒底部的压强；
（4）石块所受到的浮力．

Answer 1

分析 （1）知道石块的质量，利用重力公式G=mg求石块的重力；
（2）由图读出量筒的示数，减去原来水的体积（排水法），可求石块的体积；知道石块的质量，求出了石块的体积，利用密度公式求石块的密度；
（3）知道放入石块后水的深度，利用p=ρgh求水对量筒底部的压强；
（4）石块浸没在水中，石块排开水的体积等于石块的体积，利用阿基米德原理求石块受到水的浮力．

解答 解：
（1）石块的重力：
G=mg=60×10^-3kg×10N/kg=0.6N；
（2）由图知，V_总=40ml，
石块的体积：
V_石=V_总-V_水=40ml-20ml=20ml=20cm³，
石块的密度：
ρ_石=$\frac{{m}_{石}}{{V}_{石}}$=$\frac{60g}{20c{m}^{3}}$=3g/cm³；
（3）放入石块后水对量筒底部的压强：
p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.1m=1000Pa；
（4）因为石块浸没在水中，
所以排开水的体积：
V_排=V_石=20cm³=20×10^-6m³，
石块受到的浮力：
F_浮=ρ_水V_排g=1×10³kg/m³×20×10^-6m³×10N/kg=0.2N．
答：（1）石块的重力为0.6N；
（2）石块的密度为3g/cm³；
（3）放入石块后水对量筒底部的压强为1000Pa；
（4）石块所受到的浮力为0.2N．

点评 本题考查了重力的计算、密度的计算、浮力的计算、液体压强的计算．关键是利用排水法求出石块的体积，计算时注意单位统一．