Question

【題目】邊長為10cm的正方體物塊(ρ物＜ρ水)放入水平桌面上的圓柱形容器底部，如圖1所示。逐漸向容器內倒入適量水(水未溢出)，測量容器內水的深度h，分別計算出物塊對應受到的浮力F浮，并繪制了如圖2(實線)所示的圖像。更換一種液體重復上述實驗，繪制了如圖2(虛線)所示的圖像。根據圖中信息，試做出如下判斷：

(1)物塊質量等于 __________kg，未倒水前它對容器底部的壓強為___________Pa。

(2)h=12cm時，物塊在水中的狀態(tài)是_________，在液體中的狀態(tài)是___________。

(3)物塊的密度等于________kg/m 3 ，液體的密度等于____________kg/m3。

(4)h=6cm時，物塊分別在水中和液體中所受浮力之比等于__________。

Answer 1

【答案】0.8 800 漂浮 下沉 0.8×103 0.7×103 10:7

【解析】

(1)[1]已知物體密度小于水，則當水加到一定程度后，物體將漂浮，浮力等于重力，不再發(fā)生變化，則由圖2可知，此時對應浮力為8N，則物體重力為8N，則質量為

[2]正方體邊長為10cm，則底面積為

S=10cm×10cm=100cm2=1×10-2m2

未加水時對地面壓力等于物體重力，則未加水時物體對底部壓強為

(2)[3][4]由圖可知，h=12cm時，物塊在水中所受浮力等于重力，且物塊密度小于水，則在水中應漂浮；h=12cm時，物塊在液體中所受浮力為7N，小于重力，則物塊狀態(tài)為下沉。

(3)[5]物塊體積為

V=10cm×10cm×10cm=1000cm3=1×10-3m3

則物塊密度為

[6]由于物體在液體中下沉，則排開液體體積等于物塊體積，則由可求液體密度為

(4)[7]h=6cm時，物塊在水中和液體中均沉底，此時排開體積相同，則由可知所受浮力之比等于兩種液體密度之比，即