题目内容

如图所示,一圆柱形容器.底面积为100cm2,内装有20cm深的水.现把一质量为120g、密度为0.6×103kg/m3的木块放入水中,水未溢出杯外(ρ水=1.0×103kg/m3,ρ铁=8.0×103kg/m3,g=10N/kg).求:

(1)静止后木块浸入水中的体积;

(2)若把木块缓慢地刚好全部压入水中(水未溢出),此时水对容器底的压强为多大?

(3)若在木块上放一铁块,使它们不沉入水底,这时铁块的最大质量是多少?

答案:
解析:

  解:(1)因为  F浮=G木

  所以:ρ水gV排=m木g

  V排====120cm3

  (2)木块刚好压入水中后,水面上升Δh

  V木=SΔh

  水对容器底的压强

  p=ρ水g(h+Δh)=ρ水g(h+)=ρ水g(h+)

  =1.0×103kg/m3×10N/kg×(0.2m+)

  =2.2×103Pa

  注意h和Δh区别

  (3)木块和铁块全部浸入水中

  F浮木+F浮铁=G木+G铁

  将此平衡关系按已知条件全面展开求未知量

  ρ水gV木+ρ水gV铁=m木g+m铁g

  ρ水gV木+ρ水g=m木g+m铁g

  得m铁=

  =

  ≈0.0914kg=91.4g

  答:木块浸入水的体积为120cm3,木块全部浸入容器底的压强为2.2×103Pa,铁块最大质量为91.4g.


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