在探究浮沉条件时设计了如图所示装置,在容器底部固定一轻质弹簧,上方连有长方体木块A,容器底部有一个出水口,当容器中水深为20cm时,木块A有2/5的体积浸在水中,此时弹簧恰好没有发生形变.(不计弹簧受到的浮力,g取10N/kg)
(1)该木块A的密度为________kg/m3.此时容器底受到水的压强为________Pa.
(2)向容器内缓慢加水,直至木块A刚好完全浸没水中,立即停止加水,此时弹簧对木块A?的作用力为F1,在原图上画出此时水面的大致位置.
(3)打开阀门B缓慢放水,直至木块A刚好完全离开水面时,立即关闭阀门B,此时弹簧对木块A的作用力为F2,则F1、F2之比是________.
网友回答
解:
(1)木块漂浮时
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所以木块的密度为ρ木=ρ水=0.4×103kg/m3;
水对容器底的压强为P=ρgh=1.0×103kg/m3×10N/kg×0.2m=2×103Pa
(2)木块完全浸没时,受到的浮力最大,此时弹簧略向上伸长,所以画水面位置时,应在木块位置略高一些.
(3)木块完全浸没时,弹簧对木块的作用力F1=F浮-G=ρ水gV-ρ木gV=0.6ρ水gV
木块离开水面后,弹簧对木块的作用力F2=G=ρ木gV=0.4ρ水gV
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故