Question

12．如圖所示，彈簧測力計吊著一個金屬塊緩慢浸沒水中，示數(shù)由5N逐漸減少到3N．（g=10N/kg，ρ_水=1×10³kg/m³）
（1）金屬塊的體積和密度各是多少？
（2）金屬塊浸入水中的過程中，水對容器底部壓強是如何變化的？

Answer 1

分析 （1）根據(jù)稱重法求出金屬塊受到的浮力，根據(jù)阿基米德原理求出金屬塊排開水的體積即為金屬塊的體積，根據(jù)ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{gV}$求出金屬塊的密度；
（2）由圖可知，金屬塊浸入水中的過程中水的深度變大，由p=ρgh可知水對容器底部壓強的變化．

解答 解：（1）金屬塊受到的浮力：
F_浮=G-F′=5N-3N=2N，
因物體浸沒時排開水的體積和自身的體積相等，
所以，由F_浮=ρgV_排可得，金屬塊的體積：
V=V_排=$\frac{{F}_{浮}}{{ρ}_{水}g}$=$\frac{2N}{1×1{0}^{3}kg/{m}^{3}×10N/kg}$=2×10^-4m³，
金屬塊的密度：
ρ=$\frac{m}{V}$=$\frac{G}{gV}$=$\frac{5N}{10N/kg×2×1{0}^{-4}{m}^{3}}$=2.5×10³kg/m³；
（2）由圖可知，金屬塊浸入水中的過程中水的深度變大，
由p=ρgh可知，水對容器底部的壓強逐漸增大．
答：（1）金屬塊的體積為2×10^-4m³，密度是2.5×10³kg/m³；
（2）金屬塊浸入水中的過程中，水對容器底部的壓強逐漸增大．

點評 本題考查了稱重法求浮力、阿基米德原理、密度公式和液體壓強公式的應用，要注意物體浸沒時排開液體的體積和自身的體積相等．