如图所示,边长为a、密度均匀的正方体物块静止于河岸边,在BB′边上施加一个力F使其绕DD′边转动掉落于河水中,它漂浮时露出水面的高度为h,上、下表面与水面平行,水的密

发布时间:2020-08-09 13:31:37

如图所示,边长为a、密度均匀的正方体物块静止于河岸边,在BB′边上施加一个力F使其绕DD′边转动掉落于河水中,它漂浮时露出水面的高度为h,上、下表面与水面平行,水的密度为ρ,则物块的密度为________;物块漂浮在水面时底面受水的压力为________;为了使物块掉落于河水中,力F至少是________.(用a、h、ρ表示)

网友回答

    ρ(a-h)ga2    (a-h)ρga2
解析分析:(1)物体在水中漂浮,浮力等于自身重力,根据此关系式可求物体的密度;
(2)由图可分析出物块底面所处的深度,再根据公式p=ρgh可求出其底面的压强,利用p=求出物块漂浮在水面时底面受水的压力;
(3)由图可知,阻力为重力,阻力的力臂为边长的一半,动力的力臂最大为a,根据杠杆的平衡条件可求动力的最小值.

解答:(1)∵物块漂浮,
∴F浮=G,
∵F浮=ρgV排=ρga2(a-h),G=mg=ρ物gV=ρ物ga3,
∴ρga2(a-h)=ρ物ga3,
整理得ρ物=;
(2)物块漂浮时底面所处的深度为a-h,则物块底面所受水的压强:
p=ρg(a-h),
物块漂浮在水面时底面受水的压力:
F=pS=ρg(a-h)×a2=ρ(a-h)ga2;
(3)物体重力:
G=mg=ρ物Vg=ρ物a3g=×a3g=(a-h)ρga2,
根据杠杆平衡条件FL1=GL2可得:
F===(a-h)ρga2.
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