2.如圖甲所示,放在水平桌面上的薄壁圓柱形容器重2N,底面積為100cm2,在容器底部放一圓柱形木塊,木塊的底面積是50cm2,高8cm,然后緩慢向容器中倒水(水始終未溢出).通過測量容器中水的深度h,分別計算出該木塊所受到的浮力F,并繪制了如圖乙所示的圖象,g取10N/kg.請回答下列問題:
(1)木塊的重力多大?
(2)木塊的密度是多少?
(3)當容器中水的深度h=12cm時,容器對桌面的壓強是多少?

分析 (1)根據(jù)物體漂浮時浮力與重力相等的特點得出物體的重力;
(2)求出物體體積,利用重力公式和密度公式ρ=$\frac{m}{V}$算出物體的密度;
(3)容器對桌面的壓力等于容器和水、木塊的總重力,根據(jù)p=$\frac{F}{S}$求出容器對桌面的壓強.

解答 解:(1)水的深度增大到6cm后,物塊受到的浮力不再發(fā)生變化,物塊沒有全浸入,所以物塊處于漂浮狀態(tài);
則由圖象可知,物塊處于漂浮狀態(tài)時G=F=3N;
(2)木塊的體積:V=Sh=50×8×10-6m3=4×10-4m3;
物體的質(zhì)量m=$\frac{G}{g}$=$\frac{3N}{10N/kg}$=0.3kg;
則ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{0.3kg}{4×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=0.75×103kg/m3;
(3)由于木塊漂浮,所以G=G;
則容器內(nèi)水和木塊的總重力G=ρgV=103kg/m3×10N/kg×100×12×10-6m3=12N;
容器對桌面的壓強p=$\frac{F}{S}$=$\frac{{G}_{總}}{S}$=$\frac{12N+2N}{100×1{0}^{-4}{m}^{2}}$=1400Pa.
答:(1)木塊的重力為3N;
(2)木塊的密度是0.75×103kg/m3;
(3)容器對桌面的壓強為1400Pa.

點評 閱讀圖象,從中獲取有用的數(shù)據(jù)是本題解決的關(guān)鍵.其中通過比較水深與物塊邊長判斷物塊的浮沉狀況,決定了能否順利求出物塊的重力與密度,值得我們學習與借鑒.

練習冊系列答案
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