如圖,密度為0.6×103kg/m3、體積為10-3m3的正方體木塊,用一條質(zhì)量可忽略不計的細繩系住,繩的兩端分別系于木塊底部中心和容器底部中心.細繩對木塊的最大拉力為3N.容器內(nèi)有一定量的水,木塊處于漂浮狀態(tài),但細繩仍然松軟,對木塊沒有拉力.容器的底面積為0.03m2.g取10N/kg
求:(1)此時木塊受到的浮力?
(2)當向容器中注水,直到細繩對木塊的拉力達到最大值,在細繩斷裂前的一瞬間停止注水,則此時木塊浸入水中的體積為多大?從停止注水細繩斷裂到木塊靜止這一過程中,水對容器底部的壓強變化了多少?
分析:(1)已知木塊的密度和體積,可求得其質(zhì)量,再利用G=mg可求得自重力,木塊處于漂浮狀態(tài),浮力等于其重力.
(2)對此時的木塊進行受力分析可知,此時浮力等于木塊的重力加3N的拉力,據(jù)此可利用公式計算木塊的排水體積;
(3)求出了從停止注水細繩斷裂到木塊靜止這一過程中,水的變化高度,再利用液體壓強公式p=ρgh求容器底受水的壓強變化值.
解答:解:(1)∵木塊處于漂浮狀態(tài),浮力等于其重力
∴此時木塊受到的浮力F=G=mg=ρVg=0.6×103kg/m3×10N/kg×10-3m3=6N.
(2)繩子拉力最大時,木塊受力平衡,則F′=ρg V′=G+F
V′=
ρVg+F繩子
ρg
=
0.6×103kg/m3×10-3m3×10N/kg+3N
1.0×103kg/m3×10N/kg
=9×10-4m3
當細繩斷裂時,F(xiàn)′+F最大=G,
設(shè)此時木塊排開水的體積為V′,則:
ρV′g+F最大Vg,
即:1×103kg/m3×V′×10N/kg+3N=0.6×103kg/m3×10-3m3×10N/kg,
解得:
V′=3×10-4m3;
△h=
V
S
=
3×10-4m3
0.03m2
=0.01m,
△p=ρg△h=1×103kg/m3×10N/kg×0.01m=100Pa,
答:(1)此時木塊受到的浮力為6N;
(2)則此時木塊浸入水中的體積為9×10-4m3;從停止注水細繩斷裂到木塊靜止這一過程中,水對容器底部的壓強減小了100Pa.
點評:解決此題用到的知識比較多,有漂浮條件、浮力的公式、重力公式、體積公式、壓強公式、密度公式等,靈活運用公式至關(guān)重要,但真正的難點還在于對題意的正確分析.
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(2012?大慶)如圖所示有一密度為0.6×103kg/m3、體積為10-3m3的正方體木塊,用一條質(zhì)量和體積可忽略不計的細繩,兩端分別系于木塊底部中心和柱形容器的中心.細繩能承受的最大拉力為3N(g取10N/kg).
(1)當細繩松弛,對木塊沒有拉力時,木塊浸入水中的體積為
6×10-4
6×10-4
m3;
(2)向容器內(nèi)注水(水不溢出)直至細繩對木塊的拉力達到最大值,在細繩處于斷裂前一瞬間停止注水,此時木塊浸入水中的體積為
9×10-4
9×10-4
m3

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科目:初中物理 來源: 題型:

如圖所示,一個體積為2dm3的長方體木塊浮在水面處于靜止狀態(tài),它露出水面的體積為800cm3,則木塊的密度為
0.6×103
0.6×103
kg/m3.當在它下面吊一個重
9
9
N的鐵塊時,可以使它剛好浸沒到水中.(鐵塊的密度為7.8×103 kg/m3

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科目:初中物理 來源: 題型:

精英家教網(wǎng)如圖所示,有兩圓柱形容器底面積之比2:3,裝有質(zhì)量不等的水.將密度為0.6×103千克/米3的木塊甲放入A容器中,將物塊乙浸沒在B容器的水中,且均不溢出,要求:水對容器底部壓強變化量相等,則判斷甲、乙的體積關(guān)系( 。

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