Question

4．在一個重為4N，底面積為200cm²的圓柱形薄壁容器底部，放一個邊長為10cm的正方體，然后逐漸向容器中倒水（始終未溢出）．通過測量容器中水的深度h，計算出該物塊所受到的浮力F_浮，繪制了如圖所示的圖象．請解答下列問題．
（1）物塊的重力是多少？
（2）物塊的密度是多少？
（3）若容器中注入水的重力為20N，此時容器對水平桌面的壓強是多少？

Answer 1

分析 （1）根據物體處于漂浮狀態(tài)，由圖象找到物體的重力大小；
（2）用數學方法算出物體體積V，再根據公式ρ=$\frac{m}{V}$算出物體的密度；
（3）先算出容器對桌面的壓力F，再用公式p=$\frac{F}{S}$算出容器對桌面的壓強．

解答 解：（1）由圖象可知，G=F_浮=8N，
（2）物塊的體積V=10cm×10cm×10cm=1×10^-3m³，
物塊的密度ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{gV}$=$\frac{8N}{10N/kg×1×1{0}^{-3}{m}^{3}}$=0.8×10³kg/m³．
（3）容器對桌面的壓力F=G_水+G_容器+G_木=20N+4N+8N=32N，
容器對桌面的壓強p=$\frac{F}{S}$=$\frac{32N}{2×1{0}^{-2}{m}^{2}}$=1600Pa．
（1）物塊的重力是8N；
（2）物塊的密度是0.8×10³kg/m³；
（3）若容器中注入水的重力為20N，此時容器對水平桌面的壓強是1600Pa．

點評 看懂圖象是學習物理的一項基本能力；計算物體密度的公式是ρ=$\frac{m}{V}$，液體壓強的公式是p=ρgh，壓強的通用公式是p=$\frac{F}{S}$；求容器對桌面的壓強，要先求出容器對桌面的壓力F，再求壓強p．