学习了浮力知识后,几乎所有的同学对木块一定能浮在水面上深信不疑,唯独小峰同学对此还有疑问.经过一番争论后,他找来一些器材做起了实验…(1)他将一个边长为10cm、密度

发布时间:2020-08-10 05:52:23

学习了浮力知识后,几乎所有的同学对木块一定能浮在水面上深信不疑,唯独小峰同学对此还有疑问.经过一番争论后,他找来一些器材做起了实验…
(1)他将一个边长为10cm、密度为0.6×103kg/m3的正方体木块放入水槽中,然后加入5cm深的水.请你通过计算,判断木块是否能浮起来.
(2)继续向水槽内加水,直至水深为10cm.此时木块能浮在水面上吗?为什么?这时水对槽底的压强有多大?

网友回答

解:(1)已知正方体木块边长为10cm,则其体积为V物=10cm×10cm×10cm=1×10-3 m3,
当加入5cm深的水时,V排=10cm×10cm×5cm=500cm3=5×10-4m3,
则?F浮=ρ水gV排=1000kg/m3×5×10-4m3×9.8N/kg=4.9N,
G木=mg=ρgV=0.6×103kg/m3×9.8N/kg×1×10-3 m3=5.88N,
因为F浮<G木,所以不是漂浮.
答:此时木块不能浮起来.
(2)如果木漂浮时 F浮=G木,则 ρ水gV排=ρ木gV,
则V排==6×10 -4 m 3=600cm3,
则浸入水的深度h为=6cm,
因为10cm>6cm,所以此时木块能浮在水面上.
?这时水对槽底的压强P=ρgh=0.1m×1000kg/m3×10N/kg=1000pa.
答:水深为10cm时木块最后漂浮在水面上,对槽底的压强为1000Pa.
解析分析:(1)根据物体的浮沉条件,F浮=ρ水gV排求出浮力,根据木块的密度和体积求出木块的重力,然后比较即可,若浮力大于重力,则漂浮.
(2)继续向水槽内加水,利用木漂浮时 F浮=G木,求出浸入水的体积,然后可求出浸入水的深度h,将h与10cm比较即可,若小于10cm,则能漂浮,否则不能;再根据液体压强公式p=ρgh即可求出水对槽底的压强.

点评:此题涉及到阿基米德原理,液体压强的计算,物体的浮沉条件及其应用等知识点,综合性较强,而且有一定的拔高难度,此题的关键是学生明确因为水的深度不够,造成排开水的重力小于木块的重力,所以木块不能漂浮在水面上.
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