Question

7．如图甲，用弹簧测力计吊一金属块逐渐浸入水中，乙图是这个过程弹簧测力计的示数F随金属块下表面在水中的深度h的变化情况．由图可知，金属块质量是0.6kg，金属块所受最大浮力是2 N，金属块下表面所受水的最大压强是800Pa，金属块的密度是3×10³kg/m³，（g取10N/kg）．

Answer 1

分析 （1）由F-h图象可知，当h=0（金属块没有浸入水中），弹簧测力计的示数为金属块的重；根据G=mg即可求出质量；
（2）当h=6cm（金属块全浸入水）时，弹簧测力计的拉力F_拉=4N，利用称重法求出金属块受到的浮力，F_浮=G-F_拉；
（3）由右图图象可知，金属块浸入水中的最大深度为h_max=8cm=0.08m，根据公式p=ρgh求出金属块受到水的最大压强．
（4）求出了金属块全浸入时受到的浮力，利用阿基米德原理求金属块的体积（排开水的体积），再利用密度公式求金属块的密度．

解答 解：①由图示图象可知，金属块的重力G=6N，
金属块的质量：
m=$\frac{G}{g}$=$\frac{6N}{10N/kg}$=0.6kg；
②当h=6cm，金属块全部浸入水中时，所受浮力最大，此时，弹簧测力计的拉力F_拉=4N，
金属块受的浮力F_浮=G-F_拉=6N-4N=2N；
③由右图图象可知，金属块浸入水中的最大深度为h=8cm=0.08m，
则金属块受到水的最大压强：
p=ρgh=1×10³kg/m³×10N/kg×0.08m=800Pa．
④根据F_浮=ρ_水gV_排可得，金属块的体积：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³，
金属块的密度ρ_金=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.6kg}{2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=3×10³kg/m³．
故答案为：0.6；2；800；3×10³．

点评 本题考查知识点比较多，压强的计算、密度的计算、浮力的计算及其公式变形，会识图并从中得出相关信息是本题的关键，属于中档题．